集成多特征信息的运动阴影检测-哈尔滨工业大学学报.pdf

第４３卷　第５期 哈　尔　滨　工　业　大　学　学　报 Ｖｏｌ４３ Ｎｏ５ 　 　 ２０１１年５月 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＨＡＲＢＩＮＩＮＳＴＩＴＵＴＥＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ Ｍａｙ２０１１ 　　　　　　 集成多特征信息的运动阴影检测 １，２ ２ １ 闻　帆 ，屈桢深 ，闫纪红 （１．哈尔滨工业大学 机电工程学院，１５０００１哈尔滨，ｗｅｎｆａｎ＠ｈｉｔ．ｅｄｕ．ｃｎ； ２．哈尔滨工业大学 空间控制与惯性技术研究中心，１５０００１哈尔滨） 摘　要：为实现监控场景中运动目标和阴影的准确分割，提出了一种基于ＧＭＭ和ＭＲＦ的运动阴影检测与 消除算法．首先，利用ＧＭＭ的学习能力建立背景统计模型并得到前景区域像素集合．其次，将前景区域与对 应背景区域间的颜色、边界、纹理和时空一致性等特征信息集成到马尔可夫随机场能量函数中，并利用图割 算法实现马尔科夫随机场能量函数的最小化，得到最终的分割结果．最后，在室内和室外不同场景类型视频 序列上验证了算法的有效性．实验结果表明，算法在运动阴影检测与消除方面较以往方法具有较好的准确 性、可靠性和鲁棒性． 关键词：阴影检测；马尔科夫随机场；目标检测；高斯混合模型；图割 中图分类号：ＴＰ３９１４ 文献标志码：Ａ 文章编号：０３６７－６２３４（２０１１）０５－００１３－０７ Ｍｏｖｉｎｇｓｈａｄｏｗｄｅｔｅｃｔｉｏｎｂｙｉｎｔｅｇｒａｔｉｎｇｍｕｌｔｉｐｌｅｆｅａｔｕｒｅｓ １，２ ２ １ ＷＥＮＦａｎ ，ＱＵＺｈｅｎｓｈｅｎ，ＹＡＮＪｉｈｏｎｇ （１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｔｒｏｎｉｃｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨａｒｂｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１５０００１Ｈａｒｂｉｎ，Ｃｈｉｎａ，ｗｅｎｆａｎ＠ｈｉｔ．ｅｄｕ．ｃｎ； ２．ＳｐａｃｅＣｏｎｔｒｏｌａｎｄＩｎｅｒｔｉａＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒ，ＨａｒｂｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１５０００１Ｈａｒｂｉｎ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏｓｅｇｍｅｎｔｍｏｖｉｎｇｏｂｊｅｃｔｓｆｒｏｍｔｈｅｉｒｓｈａｄｏｗｓｉｎｖｉｄｅｏｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅｓｙｓｔｅｍｓ，ａＧＭＭａｎｄＭＲＦ ｂａｓｅｄｍｏｖｉｎｇｃａｓｔｓｈａｄｏｗｓｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄｒｅｍｏｖｉｎｇｍｅｔｈｏｄｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｆｉｒｓｔ，ｔｈｅＧａｕｓｓｉａｎｍｉｘｔｕｒｅｍｏｄｅｌ ｗａｓａｄｏｐｔｅｄｔｏｂｕｉｌｄｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｓｔｏｄｅｓｃｒｉｂｅｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ，ａｎｄｔｈｅｆｏｒｅｇｒｏｕｎｄｐｉｘｅｌｓｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄｂｙ ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄｓｕｂｔｒａｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ．Ｓｅｃｏｎｄ，ｔｈｅｆｅａｔｕｒｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｃｏｌｏｒ，ｅｄｇｅ，ｔｅｘｔｕｒｅａｎｄｓｐａｔｉｏｔｅｍｐｏｒａｌｃｏ ｈｅｒｅｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｆｏｒｅｇｒｏｕｎｄｐｉｘｅｌａｒｅａａｎｄｔｈｅｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｂａｃｋｇｒｏｕｎｄａｒｅａｗｅｒｅｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｉｎｔｏＭａｒｋｏｖ ｒａｎｄｏｍｆｉｅｌｄｓ’ｅｎｅｒｇｙｆｕｎｃｔｉｏｎ．ＧｒａｐｈＣｕｔａｌｇｏｒｉｔｈｍｗａｓｕｓｅｄｔｏｍｉｎｉｍｉｚｅｔｈｅｅｎｅｒｇｙｆｕｎｃｔｉｏｎ，ａｎｄｔｈｅｆｉｎａｌ ｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｗａｓｇｏｔ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｆｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｖｉｄｅｏｓｅｑｕｅｎｃｅｓｏｆｉｎｄｏｏｒａｎｄ ｏｕｔｄｏｏｒｓｃｅｎｅｓｗａｓｖｅｒｉｆｉｅｄ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｒｅｓｕｌｔｓｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄｔｈａｔ，ｃｏｍｐａｒｅ