新手学习opencv十一：运动目标（前景）检测

╰半夏微凉° 2022-08-20 12:14 247阅读 0赞

# 新手学习opencv十一：运动目标（前景）检测 #

> # **代码下载链接：[http://download.csdn.net/download/yhhyhhyhhyhh/9730506][http_download.csdn.net_download_yhhyhhyhhyhh_9730506]** #
> 
>   
> 
> 
> # **1.帧差法** #

>     原理：视频序列相邻两帧或三帧间采用基于像素的时间差分，通过闭值化来提取出图像中的运动区域。
> 
>     优点：算法简单、计算量小，无需训练背景，对缓慢变换的光照不是很敏感。
> 
>     缺点：容易受天气、阴影及杂乱背景干扰，阈值T的选择相当关键，稳定性差。

> # 2.背景差分法 #
> 
>     原理：用背景的参数模型来近似背景图像，将当前帧与背景图像进行差分比较实现对运动区域的检测
> 
>     优点：计算量小，较高的实时性，利用已有帧信息进行背景动态更新
> 
>     缺点：如何建立对于不同场景的动态变化均具有自适应性的背景模型，减少动态场景变化对运动分割的影响。
> 
> **3.GMM混合高斯模型**
> 
>     原理：使用K（基本为3到5个）个高斯模型来表征图像中各个像素点的特征,在新一帧图像获得后更新混合高斯模型，为图像的每个像素点指定一个初始的均值、标准差以及权重，收集N帧图像利用在线EM算法得到每个像素点的均值、标准差以及权重。从N+1帧开始检测每个点是否属于背景点。
> 
>     优点：适应光线的变化，对缓慢移动的物体效果也较好。
> 
>     缺点：计算量大，难于实现实时性。
> 
> # 4.光流法 #
> 
>     原理：光流法的主要任务就是计算光流场，即在适当的平滑性约束条件下，根据图像序列的时空梯度估算运动场，通过分析运动场的变化对运动目标和场景进行检测与分割。
> 
>     通常有基于全局光流场和特征点光流场两种方法。
> 
>     优点：在比较理想的情况下，它能够检测独立运动的对象，不需要预先知道场景的任何信息，可以很精确地计算出运动物体的速度，并且可用于摄像机运动的情况
> 
>     缺点：全局光流场计算方法计算量大，噪声、多光源、阴影和遮挡等因素会对光流场分布的计算结果造成严重影响;而且光流法计算复杂，很难实现实时处理
> 
> **5.Vibe算法**
> 
>     原理：利用单帧视频序列初始化背景模型，对于一个像素点，结合相邻像素点拥有相近像素值的空间分布特性，随机的选择它的邻域点的像素值作为它的模型样本值。背景模型为每个背景点存储一个样本集，然后每个新的像素值和样本集比较判断是否属于背景。
> 
>     优点：计算量小，易于实时性，抗噪性及目标分割的完整性较好，
> 
>     缺点：由于可能采用了运动物体的像素初始化样本集，容易引入拖影（Ghost）区域，并且鬼影消除慢
> 
> **6.还有基于Codebook码本模型的算法和基于稀疏表示的以及深度学习模型的算法**
> 
> >   
> > 
> > 
> > **实现了三帧差法、背景差分法、GMM、vibe、及改进的vibe（主要是快速消除ghost区域）。**
> > 
> > **说明：**
> > 
> > 三帧差法、背景差分法、GMM用的是Mat，vibe、及改进的vibe用的是IplImage和cvMat
> > 
> > 支持单帧抓图和保存所有结果（图片的形式）
> > 
> >   
> > 
> > 
> > **vibe算法耗时计算的不准。**  
> > 
> > 
> > **代码稳定性有待验证，测试了很多数据，检测结果还是和数据本身有很大关系。视频中出现快速移动、来回移动、风吹、遮挡、下雪等时，检测结果较差。整体而言，vibe算法要好些，但其他方法在特定情况下检测结果也较好。我主要用来检测运动的车辆，检测结果还是可以接受的。改进的vibe（主要是快速消除ghost区域，然后做其他事情）就不贴出来了。**
> > 
> > **下面可下载的代码，我把改进的vibe算法删除了。**
> > 
> >   
> > 
> > 
> > ### 环境： ###
> > 
> > vs2010
> > 
> > opencv2.4.9
> > 
> > release下的exe可以直接运行；编译工程需要在windows下配置opencv，见：[新手学习opencv二：安装详细说明][opencv]
> > 
> > **以下是改进vibe检测效果。**
> > 
> > ![Center][]![Center 1][]  
> > 
> > 
> >   
> > 
> > 
> > **三帧差法：**
> > 
> > **![Center 2][]**  
> > 
> > 
> > **背景差分：![Center 3][]**
> > 
> > **GMM:(GMM也需要设置好参数)**
> > 
> > **![Center 4][]**  
> > 
> > 
> > Vibe:![Center 5][]

[http_download.csdn.net_download_yhhyhhyhhyhh_9730506]: http://download.csdn.net/download/yhhyhhyhhyhh/9730506
[opencv]: http://blog.csdn.net/yhhyhhyhhyhh/article/details/50319891
[Center]: https://img-blog.csdn.net/20160302193228423?watermark/2/text/aHR0cDovL2Jsb2cuY3Nkbi5uZXQv/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/gravity/Center
[Center 1]: /images/20220731/cf1bfaffa7344861aa396306ad2c5fd4.png
[Center 2]: /images/20220731/0637205fab9d42d09d178283fdaf0387.png
[Center 3]: /images/20220731/388756ff351e4aa3bc6f06580692f710.png
[Center 4]: /images/20220731/8fad61dc098441f6b4b7177bb9f0c399.png
[Center 5]: /images/20220731/61e45c89415948e7a50cdd3cc565eb94.png