Journal of Computer Applications
计 算 机 应 用 ,2015,35(6): 1739 - 1743,1748
ISSN 1001-9081
CODEN JYIIDU
2015-06-10
http://www. joca. cn
文 章 编 号 :1001 -9081 (2015) 06-1739-05
doi:10.11772/j. issn. 1001-9081.2015.06.1739
基于ViBe的室外动态背景闪烁像素噪声消除方法
周 晓 ' 赵锋,朱艳林
(浙江工业大学 信息工程学院,杭 州 310023)
( * 通 信 作 者 电 子 邮 箱 zjut. edu. cn)
摘 要
:
针 对 使 用 视 觉 背 景 提 取 (
V i B e
) 模 型 在 室 外 动 态 背 景 下 进 行 移 动 目 标 检 测 时 存 在 不 规 则 闪 烁 像 素 点 对 前
景 检 测 结 果 造 成 干 扰 的 问 题 ,提 出 一 种 基 于 视 觉 背 景 提 取 算 法 的 闪 烁 像 素 噪 声 消 除 方 法 。 在 背 景 模 型 建 立 阶 段 设 定
背 景 模 型 样 本 标 准 差 阈 值
,
约 束 背 景 模 型 的 采 样 值 范 围 以 提 高 背 景 模 型 准 确 性 。 在 前 景 检 测 阶 段 引 入 自 适 应 检 测 阈
值 提 高 前 景 物 体 检 测 精 度 ,在 背 景 模 型 更 新 过 程 中 对 图 像 边 缘 背 景 像 素 点 进 行 边 缘 抑 制 以 阻 止 错 误 背 景 样 本 值 更 新
到 背 景 模 型 。 在 此 基 础 上 ,结 合 形 态 学 操 作 修 复 连 通 域 ,提 高 前 景 图 像 的 完 整 性 。 最 后 选 取 多 个 视 频 序 列 将 该 方 法 与
原 始
V i B e
算 法 、形 态 学 改 进 方 法 的 检 测 结 果 进 行 对 比 。 实 验 结 果 表 明 ,该 方 法 能 有 效 消 除 闪 烁 像 素 噪 声 对 前 景 检 测
造 成 的 影 响 ,获 取 更 精 端 的 前 景 图 像 。
关 键 词 :移 动 目 标 检 测 ;视 觉 背 景 提 取 算 法 ;自 适 应 检 测 阈 值
;
边 缘 抑 制 ;闪 烁 像 素 噪 声
中 图 分 类 号 :TP391.4 文 献 标 志 码 :A
Noise-suppression method for flicker pixels in dynamic outdoor scenes based on ViBe
Z H O U Xiao% Z H A O Feng, Z H U Yanlin
( College of Information Engineering, Zhejiang University of Technology, Hangzhou Zhejiang 310023,China)
Abstract: Visual Background extractor (ViBe) model for moving target detection cannot avoid interference caused by
irregular flicker pixels noise in dynamic outdoor scenes. In order to solve the issue, a flicker pixels noise-suppression method
based on ViBe model algorithm was proposed. In the initial stage of background model, a fixed standard deviation of
background model samples was used as the threshold value to limit the range of background model samples and get suitable
background model samples for each pixel. In the foreground detection stage, an adaptive detection threshold was applied to
improve the accuracy of detection result. Edge inhibition of image edge background pixels was executed to avoid error
background sample values updating to the background model in the background model update process. On the basis of above,
morphological operation was added to fix connected components to get more complete foreground images. Finally, the proposed
method was compared with the original ViBe algorithm and the V iB e,s improvement with morphology post-processing on the
results of multiple video sequences. The experimental results show that the flicker pixels noise-suppression method can
suppress flicker pixels noise effectively and get more accurate results.
Key words: moving object detection; Visual Background extractor (ViBe) algorithm; adaptive detection threshold; edge
inhibition; flicker pixels noise
o 引言
移动目标的检测领域比较常见的算法有帧差法、光流法
和背景减除法。背景减除法的基本思想是构建一个背景模型
来描述背景图像,然后将输人帧与背景模型进行比较,分割出
区别较大的像素作为前景图像。因此,其关键就是如何构建
和更新背景模型来适应背景的变化。
目前应用比较广泛的背景建模方法如下:Stauffer等⑴提
出的 高斯 混合 模型 (Gaussian Mixture Model, G M M ) ,它对图
像中的每个像素点用多个高斯分布构成的混合高斯模型来建
模 ,适合于背景变化较小的场合;但是利用高斯混合模型进行
前景检测存在计算复杂、对缓慢移动前景物体检测效果不好、
对背景变化敏感等问题。Kim 等[2]提 出 的 codebook算法利
用量化和聚类技术构建背景模型;但在训练阶段背景发生较
大变化时,像素点就要不断建立新的码字,并且目标检测阶段
计 算 R G B 颜色彩相似度需要大量的浮点计算,计算复杂度较
高。Bamich等 ⑴ 提 出 的 视 觉 背 景 提 取 (Visual Background
extractor, ViBe)算法及其改 进 算法[4_5]因其检 测速 度快 、敏
感度高的特点,在移动目标检测方面有着许多应用;但是在室
外场景下,很难得到固定的背景,常见问题有光照强度变化、
树叶摇晃和湖面波动形成的闪烁像素。因这些闪烁像素会对
前景提取造成影响(类似 于文献 [6 ]中提到的由光照变化引
起的图像像素闪烁),也将此类噪声称为图像闪烁像素噪声
(Flicker Pixels Noises, FPN)0 针 对闪烁 像素 噪声 消除,文献
[7]提出使 用背景模型 样本值标准 差作为前 景 检测比较 阈
值 。受此启发,本 文也 在ViBe算法中引人背景模型样本值标
准差用于前景检测。然后计算前景检测结果中图像边缘背景
像素点的梯度值,抑制背景像素点扩散,同时修复前景轮廓,
收稿日期:2014-12-23 ;修回日期:2015-03-24。
作者简介:周晓(1972 - ) ,男 ,浙江永康人,副教授,博士 ,主要研究方向:嵌人式系统、计算机视觉; 赵锋(1990 - ) ,男 ,浙江杭州人,硕士研究
生 ,主要研究方向:嵌人式系统、计算机视觉; 朱艳林(1988 - ) ,男 ,湖北武汉人,硕士研究生,主要研究方向:计算机视觉、网络化控制与监控。