基于改进光流法的运动目标检测
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Ｔ ３１ Ｐ ９ 中图分类号
Ｍｏ ｉｇ０ｂｅ ｔ ａ ｋｎ ａ ｅ ｎ Ｉ ｒ ｖ ｄＯｐ ｉａ ｌｗ Ｍｅｈ ｄ ｖｎ ｊｃｓＴｒ ｃ ｉｇＢ ｓｄｏ ｍｐ ｏ ｅ ｔｃ ｌ ｏ ｔ ｏ Ｆ
Ｙａ ｇ Ｙｅ ｉ ｎ ｍｅ
（ ｏ ｃ ｒ ｉｅｓ ｙ Ｃ ｌ ｇ ｕｉｎＮｏ ｍａ Ｕｎｖ ｒｉ ， ｕ ｈ ｕ ３ ０ ０ ） Ｃ ｎ ｏ ｄＵｎ ｒｉ ， ｌ ｅＦ ｊ ｒ ｌ ｉｅｓ ｙ Ｆ ｚ ｏ ５ ０ ２ ｖ ｔ ｏ ｅ ａ ｔ
ｇ ｔｍｏ ｉｇ ｔ ｒ ｅ ｒ ａ ｐ ｅ ｉｅｙ ａ ｄ ｍｏ ｅ ｔ － ａ ｉ ｇ ｅ ｖ ｎ ａ ｇ ｔａ ｅ ｒ ｃｓ ｌ ｎ ｒ ｉ ｓ ｖ ｎ ． ｍｅ ．
Ｋ ｙ Ｗｏ ｄ ｔ ｅ ｖｎ ｂｅ ｔ ｔａｋｎ ， ｒ ＆ Ｓ ｈ ｎ ｋ ｇ ｕ ｓ ｎ ｐ ｒｍｉ ， ｐ ｉ ｌ ｌ ｅ ｒｓ ｈ ｍｏ ｉ ｏ ｊｃｓ ｒ ｃ ｉｇ Ｈｏｎ ｇ ｃ ｕ ｃ ， ａ ｓｉ ｙ ａ ｄ ｏ ｔ ａ ｆ ｗｓ ａ ｃ ｏ
ａ ｐ ｏ ｃ ｓｄ ｓ ｕ ｓ ｄ ｎ ｈ ａ ｔ ｒｐ ｏ ｏ ｅ ｎ ｉ ｐ ｏ ｅ ｌ ｏ ｉ ｍ ｆｏ ｔｃ ｌ ｌ ｗ ｉｈ ｉ ｂ ｓ ｄ ｏ ｕ ｓａ ｙ ａ ｄ ｔ ｐ ｒ ａ ｈ ｉ ｉｃ ｓ ｅ ，ａ ｄ ｔ ｅ ｌ ｔｅ ｒ ｐ ｓ ｄ ａ ｍ ｒ ｖ ｄ ａｇ ｒｔ ｈ ｏ ｐ ｉａ ｏ ｗｈ ｃ ｓ ａ ｅ ｎ Ｇａ ｓ ｉｎ ｐ ｒ ｍｉ ｏ ｆ
摘
要
该 文 为 了 实 现 对运 动 目标 的 检 测 ， 点 研 究 了基 于梯 度 的 Ｈｏ ｎ ｃ ｕ ｃ 流 算 法 ， 后 提 出一 种 高 斯 金 字 重 ｒ ＆Ｓｈ ｎｋ光 然
塔 的改进 光流法 ， 并结合最大类间方差 的图像分割法 和形态学滤波 中的开 、 闭运算 ， 完成运 动区域 的提取 。实验仿 真结果 和 数Βιβλιοθήκη Baidu表 明改进 的光 流算 法能准确获取运动 目标区域 ， 并更加省 时。 关键 词 运动 目标 追踪 ； ｒ Ｈｏｎ＆ Ｓｈ ｎｋ 金字塔 ；光流 ｃｕ ｃ ；
Ｃｌｓ ｍ ｂ ｒ ＴＰ３ １ ａ ｓ Ｎｕ ｅ ９
１ 引 言
近年来 ， 动态 目标 的识 别跟 踪 是 图像 处理 与 计 算 机视 觉领 域 中的一个 非 常活 跃 的分 支 ， 对它 的研 究引起 国外 学者 的重 视 ， 多研 究 所 已经 开 始着 手 许 有关 的基 础研 究 和 开 发 研 究 。运 动 目标 跟 踪 算 法 的优 劣直 接影 响 着运 动 目标 跟 踪 的稳 定 性 和 精 确 度 ， 然对 运 动 目标 跟 踪 理 论 的研 究 进 行 了很 多 虽 年， 但是 现有 的 目标跟 踪算 法 能够 完成 对 运动 目标 的可靠 跟踪 ， 多 数 却 都存 在 处理 数 据量 大 、 算 大 运
２ 运 动 目标 检 测 流 程
运动 目标 检测 是 在对 摄 像 机 采 集 到 的 图像 序
列进行 重 采样 和去 噪预处 理后 ， 用 金字 塔 改进 光 利 流法 计算 出各 点 的光流 值 ， 出各点 的光 流场 。然 得
后对 光 流 场 利 用 最 大 类 间 方 差 ［ 进 行 阈 值 分 １
ｆ ｉｈ ｔｅｅ ｔａ ｔ ｎｏ ｖｎ ｅ ｉｎ ，ｃ ｍ ｂｎｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ｈ ｘ ｒｃｉ ｆ ｎ ｏ ｍｏ ｉｇｒ ｇｏ ｓ ｏ ｉｉｇｗｉ ｔ ｅＯＴＳ ａｇ ｒｔｍ ｎ ｈ ｐ ｎｎ ｐ ｒｔ ｎａ ｄｃｏ ｉｇ ｏ ｅａｉｎ ｈ Ｕ ｌｏ ｉ ｈ ａ ｄ ｔｅｏ ｅ ｉｇｏ ｅａｉ ｎ ｌｓｎ ｐ ｒｔ ｏ ｏ ｏ ｒ ｈ ｌｇｃｌｆｔｒｎ ．Ｔｈ ｉ ｌｔｏ ｅ ｕｔ ｎ ｘ ｅ ｉ ｎａ ａａｓ ｏ ｔ ａ ｈ ｒｖ ｄａｇ ｒｔ ｍ ｆｏ ｔ ａ ｌｗ ａ ｆｍｏ ｐ ｏｏ ｉａ ｉ ｅｉｇ ｌ ｅｓｍｕａ ｉｎ ｒｓ ｌｓａ ｄｅ ｐ ｒｍｅ ｔ ｌ ｔ ｈ ｗ ｈ ｔ ｅｉ ｏ ｅ ｌｏ ｉ ｄ ｔ ｍｐ ｈ ｏ ｐ ｉ ｌ ｏ ｃ ｎ ｃ ｆ
精度且运算简单的实时 目标检测与跟踪算法是图
形 跟踪 迫切 需要解 决 的 问题 ， 目前 基 于特 征 和光 流 的 图像 跟踪 方法 受 到 了极 大 的关注 。
ｆ Ｈ 褥ｌ 繁 Ｈ 霁鉴 蒿Ｈ
图 １ 基 于改进光流法的运动 目标检测基本流程
总第 ２ ３ ６ 期
２ １ 年第 ９ ０１ 期
计算机 与数 字工 程
Ｃ ｍｐ ｔｒ＆ Ｄｉｉ ｌＥｎ ｉｅ ｒ ｇ ｏ ｕｅ ｇｔ ｇｎ ｅｉ ａ ｎ
Ｖｏ ． ９ Ｎｏ ９ Ｉ３ ．
ｌ Ｏ８
基 于 改 进 光 流 法 的 运 动 目标 检 测
杨 叶梅
（ 建 师 范 大学 协 和 学 院 福 福 州 ３０ ０ ） ５ ０ ２
Ａｂ ｔａ ｔ Ｉ ｈｓｐ ｐ ｒ ｎ ｏ ｄ ｒｔ ｃ ｉｖ ｈ ｅｅ ｔ ｎ ｏ ｖｎ ａｇ ｔ ，ｔ ｅｏ ｔ ａ ｌｗ ａ ｅ ｏｎ ８ ｃ ｕ ｃ ｓ ｒ ｃ ｎ ｔ ｉ ａ ｅ ，ｉ ｒｅ Ｏ ａ ｈｅ ｅ ｔｅｄ ｔｃｉ ｆｍｏ ｉｇ ｔｒ ｅｓ ｈ ｐ ｉ ｌｆ ｏ ｃ ｏ ｂ ｓ ｄ Ｈ ｒ Ｓ ｈ ｎ ｋ
割［ 并 采 用 形态 学 滤 波 中的 开 、 运 算 滤 除孤 立 ， 闭
噪声 点 ， 到 清 晰 的运 动 目标 区域 ， 后 经 过 区域 得 最 连通 便可 识别 出 目标 区域 并 统 计 其 特 征 信 息 。其
运 动 目标 检测 流程 如 图 １ 所示 。
复杂 ， 难 满足 实时 跟踪 的 问题 。 因此 研 究具 有 高 很
Ｍｏ ｉｇ０ｂｅ ｔ ａ ｋｎ ａ ｅ ｎ Ｉ ｒ ｖ ｄＯｐ ｉａ ｌｗ Ｍｅｈ ｄ ｖｎ ｊｃｓＴｒ ｃ ｉｇＢ ｓｄｏ ｍｐ ｏ ｅ ｔｃ ｌ ｏ ｔ ｏ Ｆ
Ｙａ ｇ Ｙｅ ｉ ｎ ｍｅ
（ ｏ ｃ ｒ ｉｅｓ ｙ Ｃ ｌ ｇ ｕｉｎＮｏ ｍａ Ｕｎｖ ｒｉ ， ｕ ｈ ｕ ３ ０ ０ ） Ｃ ｎ ｏ ｄＵｎ ｒｉ ， ｌ ｅＦ ｊ ｒ ｌ ｉｅｓ ｙ Ｆ ｚ ｏ ５ ０ ２ ｖ ｔ ｏ ｅ ａ ｔ
ｇ ｔｍｏ ｉｇ ｔ ｒ ｅ ｒ ａ ｐ ｅ ｉｅｙ ａ ｄ ｍｏ ｅ ｔ － ａ ｉ ｇ ｅ ｖ ｎ ａ ｇ ｔａ ｅ ｒ ｃｓ ｌ ｎ ｒ ｉ ｓ ｖ ｎ ． ｍｅ ．
Ｋ ｙ Ｗｏ ｄ ｔ ｅ ｖｎ ｂｅ ｔ ｔａｋｎ ， ｒ ＆ Ｓ ｈ ｎ ｋ ｇ ｕ ｓ ｎ ｐ ｒｍｉ ， ｐ ｉ ｌ ｌ ｅ ｒｓ ｈ ｍｏ ｉ ｏ ｊｃｓ ｒ ｃ ｉｇ Ｈｏｎ ｇ ｃ ｕ ｃ ， ａ ｓｉ ｙ ａ ｄ ｏ ｔ ａ ｆ ｗｓ ａ ｃ ｏ
ａ ｐ ｏ ｃ ｓｄ ｓ ｕ ｓ ｄ ｎ ｈ ａ ｔ ｒｐ ｏ ｏ ｅ ｎ ｉ ｐ ｏ ｅ ｌ ｏ ｉ ｍ ｆｏ ｔｃ ｌ ｌ ｗ ｉｈ ｉ ｂ ｓ ｄ ｏ ｕ ｓａ ｙ ａ ｄ ｔ ｐ ｒ ａ ｈ ｉ ｉｃ ｓ ｅ ，ａ ｄ ｔ ｅ ｌ ｔｅ ｒ ｐ ｓ ｄ ａ ｍ ｒ ｖ ｄ ａｇ ｒｔ ｈ ｏ ｐ ｉａ ｏ ｗｈ ｃ ｓ ａ ｅ ｎ Ｇａ ｓ ｉｎ ｐ ｒ ｍｉ ｏ ｆ
摘
要
该 文 为 了 实 现 对运 动 目标 的 检 测 ， 点 研 究 了基 于梯 度 的 Ｈｏ ｎ ｃ ｕ ｃ 流 算 法 ， 后 提 出一 种 高 斯 金 字 重 ｒ ＆Ｓｈ ｎｋ光 然
塔 的改进 光流法 ， 并结合最大类间方差 的图像分割法 和形态学滤波 中的开 、 闭运算 ， 完成运 动区域 的提取 。实验仿 真结果 和 数Βιβλιοθήκη Baidu表 明改进 的光 流算 法能准确获取运动 目标区域 ， 并更加省 时。 关键 词 运动 目标 追踪 ； ｒ Ｈｏｎ＆ Ｓｈ ｎｋ 金字塔 ；光流 ｃｕ ｃ ；
Ｃｌｓ ｍ ｂ ｒ ＴＰ３ １ ａ ｓ Ｎｕ ｅ ９
１ 引 言
近年来 ， 动态 目标 的识 别跟 踪 是 图像 处理 与 计 算 机视 觉领 域 中的一个 非 常活 跃 的分 支 ， 对它 的研 究引起 国外 学者 的重 视 ， 多研 究 所 已经 开 始着 手 许 有关 的基 础研 究 和 开 发 研 究 。运 动 目标 跟 踪 算 法 的优 劣直 接影 响 着运 动 目标 跟 踪 的稳 定 性 和 精 确 度 ， 然对 运 动 目标 跟 踪 理 论 的研 究 进 行 了很 多 虽 年， 但是 现有 的 目标跟 踪算 法 能够 完成 对 运动 目标 的可靠 跟踪 ， 多 数 却 都存 在 处理 数 据量 大 、 算 大 运
２ 运 动 目标 检 测 流 程
运动 目标 检测 是 在对 摄 像 机 采 集 到 的 图像 序
列进行 重 采样 和去 噪预处 理后 ， 用 金字 塔 改进 光 利 流法 计算 出各 点 的光流 值 ， 出各点 的光 流场 。然 得
后对 光 流 场 利 用 最 大 类 间 方 差 ［ 进 行 阈 值 分 １
ｆ ｉｈ ｔｅｅ ｔａ ｔ ｎｏ ｖｎ ｅ ｉｎ ，ｃ ｍ ｂｎｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ｈ ｘ ｒｃｉ ｆ ｎ ｏ ｍｏ ｉｇｒ ｇｏ ｓ ｏ ｉｉｇｗｉ ｔ ｅＯＴＳ ａｇ ｒｔｍ ｎ ｈ ｐ ｎｎ ｐ ｒｔ ｎａ ｄｃｏ ｉｇ ｏ ｅａｉｎ ｈ Ｕ ｌｏ ｉ ｈ ａ ｄ ｔｅｏ ｅ ｉｇｏ ｅａｉ ｎ ｌｓｎ ｐ ｒｔ ｏ ｏ ｏ ｒ ｈ ｌｇｃｌｆｔｒｎ ．Ｔｈ ｉ ｌｔｏ ｅ ｕｔ ｎ ｘ ｅ ｉ ｎａ ａａｓ ｏ ｔ ａ ｈ ｒｖ ｄａｇ ｒｔ ｍ ｆｏ ｔ ａ ｌｗ ａ ｆｍｏ ｐ ｏｏ ｉａ ｉ ｅｉｇ ｌ ｅｓｍｕａ ｉｎ ｒｓ ｌｓａ ｄｅ ｐ ｒｍｅ ｔ ｌ ｔ ｈ ｗ ｈ ｔ ｅｉ ｏ ｅ ｌｏ ｉ ｄ ｔ ｍｐ ｈ ｏ ｐ ｉ ｌ ｏ ｃ ｎ ｃ ｆ
精度且运算简单的实时 目标检测与跟踪算法是图
形 跟踪 迫切 需要解 决 的 问题 ， 目前 基 于特 征 和光 流 的 图像 跟踪 方法 受 到 了极 大 的关注 。
ｆ Ｈ 褥ｌ 繁 Ｈ 霁鉴 蒿Ｈ
图 １ 基 于改进光流法的运动 目标检测基本流程
总第 ２ ３ ６ 期
２ １ 年第 ９ ０１ 期
计算机 与数 字工 程
Ｃ ｍｐ ｔｒ＆ Ｄｉｉ ｌＥｎ ｉｅ ｒ ｇ ｏ ｕｅ ｇｔ ｇｎ ｅｉ ａ ｎ
Ｖｏ ． ９ Ｎｏ ９ Ｉ３ ．
ｌ Ｏ８
基 于 改 进 光 流 法 的 运 动 目标 检 测
杨 叶梅
（ 建 师 范 大学 协 和 学 院 福 福 州 ３０ ０ ） ５ ０ ２
Ａｂ ｔａ ｔ Ｉ ｈｓｐ ｐ ｒ ｎ ｏ ｄ ｒｔ ｃ ｉｖ ｈ ｅｅ ｔ ｎ ｏ ｖｎ ａｇ ｔ ，ｔ ｅｏ ｔ ａ ｌｗ ａ ｅ ｏｎ ８ ｃ ｕ ｃ ｓ ｒ ｃ ｎ ｔ ｉ ａ ｅ ，ｉ ｒｅ Ｏ ａ ｈｅ ｅ ｔｅｄ ｔｃｉ ｆｍｏ ｉｇ ｔｒ ｅｓ ｈ ｐ ｉ ｌｆ ｏ ｃ ｏ ｂ ｓ ｄ Ｈ ｒ Ｓ ｈ ｎ ｋ
割［ 并 采 用 形态 学 滤 波 中的 开 、 运 算 滤 除孤 立 ， 闭
噪声 点 ， 到 清 晰 的运 动 目标 区域 ， 后 经 过 区域 得 最 连通 便可 识别 出 目标 区域 并 统 计 其 特 征 信 息 。其
运 动 目标 检测 流程 如 图 １ 所示 。
复杂 ， 难 满足 实时 跟踪 的 问题 。 因此 研 究具 有 高 很