opencv运动目标检测-背景建模

背景建模

帧差法

由于场景中的目标在运动,目标的影像在不同图像帧中的位置不同。该类算法对时间上连续的两帧图像进行差分运算,不同帧对应的像素点相减,判断灰度差的绝对值,当绝对值超过一定阈值时,即可判断为运动目标,从而实现目标的检测功能。

帧差法非常简单,但是会引入噪音和空洞问题

混合高斯模型

在进行前景检测前,先对背景进行训练,对图像中每个背景采用一个混合高斯模型进行模拟,每个背景的混合高斯的个数可以自适应。然后在测试阶段,对新来的像素进行GMM匹配,如果该像素值能够匹配其中一个高斯,则认为是背景,否则认为是前景。由于整个过程GMM模型在不断更新学习中,所以对动态背景有一定的鲁棒性。最后通过对一个有树枝摇摆的动态背景进行前景检测,取得了较好的效果。

在视频中对于像素点的变化情况应当是符合高斯分布

背景的实际分布应当是多个高斯分布混合在一起,每个高斯模型也可以带有权重

混合高斯模型学习方法

  • 1.首先初始化每个高斯模型矩阵参数。

  • 2.取视频中T帧数据图像用来训练高斯混合模型。来了第一个像素之后用它来当做第一个高斯分布。

  • 3.当后面来的像素值时,与前面已有的高斯的均值比较,如果该像素点的值与其模型均值差在3倍的方差内,则属于该分布,并对其进行参数更新。

  • 4.如果下一次来的像素不满足当前高斯分布,用它来创建一个新的高斯分布。

混合高斯模型测试方法

在测试阶段,对新来像素点的值与混合高斯模型中的每一个均值进行比较,如果其差值在2倍的方差之间的话,则认为是背景,否则认为是前景。将前景赋值为255,背景赋值为0。这样就形成了一副前景二值图。

复制代码
import numpy as np
import cv2

#经典的测试视频
cap = cv2.VideoCapture('test.avi')
#形态学操作需要使用
kernel = cv2.getStructuringElement(cv2.MORPH_ELLIPSE,(3,3))
#创建混合高斯模型用于背景建模
fgbg = cv2.createBackgroundSubtractorMOG2()

while(True):
    ret, frame = cap.read()
    fgmask = fgbg.apply(frame)
    #形态学开运算去噪点
    fgmask = cv2.morphologyEx(fgmask, cv2.MORPH_OPEN, kernel)
    #寻找视频中的轮廓
    contours, hierarchy = cv2.findContours(fgmask, cv2.RETR_EXTERNAL, cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE)

    for c in contours:
        #计算各轮廓的周长
        perimeter = cv2.arcLength(c,True)
        if perimeter > 188:
            #找到一个直矩形(不会旋转)
            x,y,w,h = cv2.boundingRect(c)
            #画出这个矩形
            cv2.rectangle(frame,(x,y),(x+w,y+h),(0,255,0),2)    

    cv2.imshow('frame',frame)

    k = cv2.waitKey(150) & 0xff
    if k == 27:
        break

cap.release()
cv2.destroyAllWindows()
相关推荐
IT大白鼠14 分钟前
DeepSeek Harness 详解开源插件化 AI Agent 运行时:架构、模式、安装与生态
人工智能·架构·开源
YYYing.27 分钟前
【Agent系列 (二) 】大语言模型基础
人工智能·语言模型·自然语言处理·agent
xsd202411181 小时前
步态识别算法全解析:从剪影提取到跨视角身份识别的技术拆解
人工智能
朝朝辞暮i1 小时前
VLA 系统学习第 3 课:从一次机器人示范,到真正送进神经网络的 Batch
人工智能·python·深度学习·神经网络·vla
Joy T1 小时前
Spring AI 接入已有 Java 项目的三种架构设计
java·人工智能·springai·ai入门·chatclient·ai service·ai能力接入
m4Rk_1 小时前
【论文阅读】Agent 记忆机制(94):MemGen——在推理过程中动态生成并织入潜在记忆
论文阅读·人工智能·学习·开源·github
IT_陈寒1 小时前
Redis卡顿的锅,这次真不是大key的错
前端·人工智能·后端
小鹿的周先生2 小时前
第11章-Structured-Output
开发语言·人工智能·python
175******631732 小时前
灰片调色适合什么素材
人工智能
大模型真好玩2 小时前
从 SDK 到成熟智能体:拆解 LangChain、Pi、DeepSeek Harness、Claude Code的本质区别
人工智能·agent·deepseek