运动目标检测的ViBe算法改进

摘要：

目的 目标检测在智能交通、自动驾驶以及安防监控中均有重要的地位,ViBe算法是常用的运动目标检测算法,它主要由背景模型初始化、前景检测、背景模型更新3部分组成,其思想简单,易于实现,运算效率高,但当初始帧有运动目标时,检测结果会出现“鬼影”现象,且易受噪声和光照变化影响,不能适应动态场景.同时,其逐帧逐像素进行前景检测,在计算复杂度方面有较大提升空间.为解决这些问题,提出一种改进的ViBe算法,称为ViBeImp算法.方法 在背景模型初始化时,用多帧平均法给出初始背景,采用该初始背景构建初始背景样本模型.在前景检测过程中,采用背景差分法、帧差法与OTSU算法相结合给出半径阈值的自适应计算方法.同时,根据背景差分法找出运动区域,只对运动区域进行前景判断和模型更新,降低算法的计算复杂度.结果 对25个不同场景视频分别给出ViBeImp算法在初始化背景,自适应半径阈值和计算复杂度方面改进的结果及有效性指标,实验结果表明,与ViBe、ViBeDiff2、ViBeIniR,以及Surendra等算法和高斯混合模型相比,ViBeImp算法对噪声、光照和背景动态变化有较好的鲁棒性,检测结果更完整,且实时性较好.同时,ViBeImp算法将ViBe算法的查准率、查全率以及F1值分别提高了17.98％、11.40％和15.96％.结论 ViBeImp算法采用多帧平均法构建初始背景可有效地消除“鬼影”,并给出半径阈值的自适应计算方法,使ViBe算法更快适应视频环境变化,准确且完整地检测出运动目标,具有较低的误检率和漏检率.该方法克服了ViBe算法对初始背景以及视频环境的依赖,很大程度上提高了运算速度,具有很好的鲁棒性和适用性.

关键词：智能交通、运动目标检测、ViBe算法、自适应半径阈值、背景差分法、帧差法

所属期刊栏目：23

分类号：TN911.73

在线出版日期：2019-01-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共16页

页码：1813-1828