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基乇二维最人熵的运动日标榆测 1105 基于二维最大熵的运动目标检测水 祁亚斌周军红 国防科学与技术大学电子科学与工程学院ATR实验室，长沙410073 摘要：最大熵法是一种数字图像分割的方法。将二维日手空熵应用到运动目标检测中，可以充分利 用图像序列的时间和空间信息，从而有效的分割出运动结构区域。论文采用二维时空熵进行运动目标 检测，并根据帧差后的图像直方图分布特点进行最大熵求解，得到最佳门限值．实验表明这种方法能 很好的检测出运动目标。 关键词：最大熵运动目标检测二维时空熵 1引 言 随着机器人和各种智能系统技术的发展，快速准确地检测出运动目标，已经成为计算机视觉、模式识 别、运动编码等学科基本要求，并开始J“泛应用剑军事视觉制导，自动视频监控等国防、民用领域。常见 的运动目标检测算法有基于帧序列的：帧差法、背景筹法等；基于运动估计的光流法，块匹配和贝叶斯法 等。这些方法都有一定的局限性【lJ。如帧差法无法克服噪声对目标的干扰，光流法计算复杂。 熵是平均信息量的表征，20世纪80年代初人们开始考虑刚信息论中熵的概念进行阂值选取。1980年Pun 首先提出最大后验熵上限法：1985年Kapur等提出最人熵阈值选取法；1989年A 大熵法推广至二维，考虑像素的灰度级及其邻域平均灰度级构成的二维直方图的最人熵选取阀值；1989年Pal 等引入图像的q阶局部熵与条件熵的概念，提出选取闽值的最人二阶局部熵法与最大条件熵法；1989年Wong 等介绍了一种考虑均匀性与形状的最大熵闽值选取方法。在这些最人熵法中，Kapur提出的一维最人熵法和被 Abumleb推广的二维最人熵法最为简洁有效，冈此应用最J“。 当图像的信噪比降低时，应用一维最人熵法将产生很多分割错误。二维最大熵法应用二维直方图，不仅 反映了灰度分布信息，还反映了邻域空间相关信息，冈此在图像信噪比较小时，二维最大熵法明显优于一维最 大熵法。但是，Abumleb的二维最人熵法只是简单地将一维寻优推J1．为二维寻优，冈此导致运算餐按指数增长。 耗时太长，难以实用【2】。在刘的文献中提出了运用二维时空熵f J限进行运动目标检测的方法，并运用小波理 论改进了算、法l¨。但是刘的方法没有利用目标运动的特点，而是等同一般的图像分割，所以并不是适合于运 动目标检测。本文根据运动目标检测的特点求解二维时空最火熵，有较好的收敛特性，且运算量小利于计 ” 算机实现。 2二维空间最大熵门限分割 二维空间熵充分利用了图像空间信息，更能客观地反映图像的本质。基于最人熵原则选择阈值是常用 的闽值选择方法之一【31。这种方法的目的在丁，将图像的灰度直方图分成独立的类，使得各类的总熵最大。从 信息论角度来说，就是使这样选择闽值获得的信息量最人。 传统的二维熵综合运用点灰度和区域灰度特征可以较好地表征图像的信息。其具体方法如下：有一个 ’作者介绍：祁哑斌(1979．)，男，山两永济人，硕士研究生，研究方向为图像处理。 ；j∥11t睦i 图j原粥馕 图2图嚣的二维直方囤 凰3二维真方图区域捌分 从刚2中町Ll再划幽像点’}：要分布n：“}zt角线的周闸的两人部分即日标莆】背最．将此映射刘幽3：设A 几=∑∑凡P。=∑∑n (3) o卸，=l} f23 j=r 』一}，一l 其一维离敞熵分别为：H=∑∑一PFxlgp。 (4)