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
三小河2 分钟前
实现一个兼容多输出类型的 Agent Chat
人工智能
Rocky Ding*4 分钟前
【三年面试五年模拟】2026-09-16 字节跳动 Agent 秋招一面全解析:从 Harness、记忆与并发到算法题的系统化解析
论文阅读·人工智能·深度学习·机器学习·aigc·ai-native·ai agent
AI创界者8 分钟前
Flux 2 本地无限制独立部署指南:文生图/图生图/多图参考架构解析与开箱即用整合包
人工智能·aigc
小小程序猴19 分钟前
GEO的技术实现视角:可引用性(Citability)如何工程化
人工智能
鲜于言悠90510 分钟前
android进程是怎么来的
人工智能
Είναι η κοπέλα12 分钟前
小目标检测实战:YOLO26 的四板斧与避坑清单
人工智能
陈童学哦23 分钟前
Codex配置瘦身实践:给Agent提示词做一次深度大扫除
人工智能
shark-chili37 分钟前
关于AI辅助编程的认知
数据库·人工智能·redis·macos·缓存
机核研创社38 分钟前
一次性内裤无人生产线详解:从裁片到成品 12–35 秒一件的整线自动化架构
人工智能·自动化
有Li40 分钟前
【AI答疑】MR数据预处理步骤
人工智能·笔记·算法·语言模型·医学生