双背景模型的快速鲁棒前景检测算法

第 4期
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谢 维 波 ，等 ： 双背景模型的快速鲁棒前景检测算法
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频序列中很长一段时间的状态， 通过一定的更新率去适应一个新的环境.快慢双背景模型是利用更新率 的一快一慢两种模型建立稳定背景的方法[9]， 既可以利用慢速背景模型应付临时的变化和噪音， 又可以 利用快速背景模型快速发现最新变化.文献[10-11]证实了双背景模型可以有效提高前景目标的检测精 度.为了解决光照突变的影响达到实时应用的要求， 本文建立一种简单的快慢双背景模型， 并使用一定 的光照补偿措施， 提出一种新的前景检测算法.
前景检测是计算机视觉中一个重要分支， 其性能高度依赖于有效背景模型的建立； 而背景模型受多 种因素的影响， 包括光照、 时间、 遮挡、 抖动和突然静止的前景等因素[1].为了解决这些问题， 研究者们近 年来提出了大量的背景建模方法[2].文献[3-6]提出的混合高斯模型（ G M M )、 核密度估计模型、 码本模 型 和 V IB E 等经典背景模型， 虽然大都能够应对缓慢的光照变化， 但是无法处理如开关灯、 百叶窗的打 开和关闭等带来的光照突变问题.文献[7-8]提 出 的 E S I 模 型 和 M B 2S 模型虽然可以在一定程度上处理 光照突变的影响， 但是复杂度太高， 需要较大的硬件资源才能达到实时应用的可能.背景模型涵盖了视
双背景模型的快速鲁棒前景检测算法
谢维 波 \ 刘文\ 夏远祥\ 李雪芬2
( 1 . 华侨大学计算机科学与技术学院， 福 建 厦 门 361021 ; 2 . 华侨大学科学技术研究处， 福 建 厦 门 361021)
摘 要 ： 针对前景检测中的光照变化问题， 提 出 一 种 基 于 双 背 景 模 型 的 快 速 鲁 棒 前 景 检 测 算 法 .通 过 建 立 简 单 的快慢双背景模型， 提高前景检测的效率. 结合视频时间感知信息和光照补偿措施， 增强算法对光照变化的鲁 棒性， 提高前景检测精度. 在具有光照变化的公开数据集上进行测试， 实验结果表明： 所提出的算法不仅对光 照变化有较强的鲁棒性， 同时， 具有极快的处理速度. 关 键 词 ： 光 照 鲁 棒 ；前 景 检 测 ； 双背景模型； 视 频 信 息 ；时间感知信息 中 图 分 类 号 ： TP 391 文献标志码： A 文 章 编 号 ： 1000-5013(2017)04-0550-06
第 38卷 第 4 期 2017年 7 月
华 侨 大 学 学 报 （自 然 科 学 版 ） Journal of Huaqiao University (Natural Science)
Vol. 38
No. 4
Jul. 2017
doi： 10. 11830/ISSN. 1000-5013. 201704020
Abstract： In order to solve the problem of illumination changes in foreground detection, a fast and robust foreground detection algorithm based on double background model was proposed in this paper. The efficiency can be improved by establishing a simple double background model with fast and slow update rate ； the robust­ ness with illumination variations can be enhanced by combining with video time perception information and illu­ mination compensation measures, and hence improving the precision of the foreground detection. Experiments were performed on several challenging sequences with illumination variations in the benchmark evaluation, and the results show that the proposed algorithm not only owns good robustness with changing of illumination, but also has very fast process speed. Keywords： illumination robust ；foreground detection ；double background model；video information ；time perception information
Fast and Robust Foreground Detection Algorithm Based on Double Background Model
XIE W eibo1 ， L I U W e n 1 ， X IA Y u a n x i a n g 1， LI X uefen2
(1. College of Computer Science and Technology, Huaqiao University, Xiamen 361021 , China? 2. Science and Technology Research Department, Huaqiao University, Xiamen 361021 , China)
收 稿 日 期 ： 2016-05-26 通信作者： 谢维波（ 1 9 6 4 -), 男 ， 教授， 博士， 主要从事信号处理、 视 频 分 析 和 嵌 人 式 系 统 的 研 究 .E -m a il: xwblxf@hqu. . 基 金 项 目 ： 国家自然科学基金资助项目（ 61271383); 华 侨 大 学 研 究 生 科 研 创 新 能 力 培 育 计 划 项 目 （ 1400214010)