基于長(zhǎng)時(shí)間視頻序列的背景建模方法研究.pdf

1、背景建模作為計(jì)算機(jī)視覺(jué)的一個(gè)重要內(nèi)容，它在智能交通、人機(jī)交互、智能視頻監(jiān)控等系統(tǒng)中被廣泛應(yīng)用。具體的說(shuō)，這些系統(tǒng)的底層通常使用背景建模方法來(lái)獲取運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，因此，背景建模方法在這些系統(tǒng)中至關(guān)重要。
　　現(xiàn)有背景模型主要分為基于時(shí)域信息的模型和基于時(shí)空域信息融合的模型。基于時(shí)域信息的模型是指利用過(guò)去一小段時(shí)間內(nèi)像素的統(tǒng)計(jì)特性來(lái)預(yù)測(cè)該像素短期未來(lái)的狀態(tài)，而基于時(shí)空域信息融合的模型在利用時(shí)域信息的同時(shí)也關(guān)注像素在空間域上的分布特性。本文通

2、過(guò)對(duì)現(xiàn)有典型算法分析，發(fā)現(xiàn)無(wú)論是只使用時(shí)間域信息的模型還是使用時(shí)空域信息融合的模型都只考量狹小時(shí)間段內(nèi)的統(tǒng)計(jì)特性。然而，在整個(gè)背景建模的過(guò)程中，場(chǎng)景背景的變化有周期性重現(xiàn)的特點(diǎn)（如光線的變化情況等），如果僅在小時(shí)段時(shí)空域上研究，必定會(huì)丟失周期性信息，使更新受限。針對(duì)該問(wèn)題，本文將周期性信息合理記錄，構(gòu)成帶記憶的模型，在發(fā)生非平穩(wěn)變化時(shí)，直接在記憶字典中找到對(duì)應(yīng)變化特點(diǎn)的背景作為此時(shí)背景，并使用它更新模型，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證可以大幅度降低虛警數(shù)。為

3、了充分利用背景長(zhǎng)時(shí)間周期性重現(xiàn)特點(diǎn)，本文搭建一個(gè)合理融合大時(shí)空域信息的基于長(zhǎng)時(shí)間視頻序列的背景建?？蚣埽⒃谠摽蚣苌涎芯勘尘敖７椒?。
　　整個(gè)過(guò)程主要包括以下幾個(gè)內(nèi)容:1）生成有效的背景描述子用以合理描述長(zhǎng)時(shí)間背景信息，本文通過(guò)對(duì)長(zhǎng)時(shí)間視頻剪輯、求平均背景兩步生成背景圖片，之后對(duì)背景圖片降采樣、降維，產(chǎn)生有意義的背景描述子;2）生成簡(jiǎn)單并兼顧實(shí)時(shí)性的背景字典，本文采用譜聚類對(duì)背景描述子粗分類，并使用K-means++對(duì)背景描述子

4、進(jìn)一步細(xì)分類，利用類別中典型描述子建立樹形字典;3）在背景詞典中檢索所需背景，計(jì)算原圖描述子與背景詞典描述子之間的歐式距離，距離小的即為所需背景描述子，其對(duì)應(yīng)的背景即為此時(shí)背景;4）通過(guò)背景字典更新模塊使背景字典長(zhǎng)久的適用于場(chǎng)景，增加適應(yīng)場(chǎng)景變化的能力;5）通過(guò)設(shè)計(jì)突發(fā)變化判斷機(jī)制來(lái)將長(zhǎng)時(shí)間的時(shí)空域信息與短時(shí)間的時(shí)空域信息結(jié)合，也就是將長(zhǎng)時(shí)間記憶模型與短時(shí)間記憶模型融合。如果是平穩(wěn)變化則使用現(xiàn)有短時(shí)空域信息模型，如果是突發(fā)變化則利用帶記