面向視頻處理的快速目標分割與標識方法
2023-05-30 22:42:46 1
專利名稱：面向視頻處理的快速目標分割與標識方法
技術領域：
本發明涉及一種面向視頻處理的快速目標分割與標識的方法。
背景技術：
圖像處理中的目標檢測，主要是根據目標的特徵設計各種檢測算法尋找出 可能的目標點，然後經過閾值處理，得到二值圖像，最後需要對二值圖像中的 目標進行分割和標識。目前，傳統的目標標識方法是根據區域增長的方法進行， 如區域生長法。所述的區域生長法是一種應用比較成熟的目標標識方法，該方 法的基本思想是將具有相似性質的像素集合起來構成區域並標記，不同的連接 成分附上不同的標記。具體步驟是先對每個需要分割的區域找一個種子像素 點作為生長的起點，然後將種子像素周圍鄰域中與種子像素具有相同或相似性 質的像素合併到這一區域中。將這些新像素當作新的種子像素繼續進行上面的 進程，直到再也沒有滿足條件的像素可包括進來為止，這樣就實現了一個區域 的生長。
在算法設計之初是利用區域生長來實現目標標識，它是把圖像中每一個滿 足條件的點都作為種子點，並以該點為初始種子點進行區域生長。該方法先是 對初始種子點的8鄰域進行遍歷，並將所有滿足種子點條件的像素點坐標都存
入指定數組GrowX、 GrowY;整幅圖像遍歷結束之後再對GrowX、 GrowY數
組中新的種子點進行8鄰域遍歷，如此循環直到所有種子點都處理完，則一個 區域生長完成。
區域生長法要對每一個種子點的8鄰域進行遍歷，會消耗大量處理時間，1 個目標的情況，其處理一幀圖像的時間大約需要15秒，因此這種方法實時性較 差。而對視頻圖像來說，由於所需處理的數據量很大、對處理的實時性要求比 較高，區域生長法顯然已經無法滿足這一要求，因此需要研究一種比較快速的 目標標識方法。本發明的應用背景是在根據落水人員的視頻進行目標檢測時， 即採用機器視覺技術尋找落水的人員，此時對算法的實時性要求較高，需要達 到8fps以上，傳統的區域增長算法滿足不了性能要求，因而提出了本發明。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是為克服傳統目標標識方法計算量大，耗時 較長，對於實時性要求的應用場合，不能滿足需要等缺點，本發明提供一種面 向視頻處理的快速目標分割與標識方法。
為了實現上述目的，本發明的技術方案如下
一種面向視頻處理的快速目標分割與標識方法，其特徵在於將所需處理 的圖像進行定義分區，再對每一小塊區域進行目標標記，標記出運動目標所在 區域和數量，形成小塊目標間，之後比較各小塊目標間的相關性，合併因為定 義分區造成的一個目標被分開的目標塊，由此實現運動目標的快速標識。
上述一種面向視頻處理的快速目標分割與標識方法，其特徵在於所述定 義分區是將所需處理的圖像平均分為四個矩形或四的冪次方個矩形。
上述一種面向視頻處理的快速目標分割與標識方法，其特徵在於所述目 標標記是將所需處理的圖像進行閾值處理得到二值圖像後，將二值圖像中的白 色像素點設為目標點。
上述一種面向視頻處理的快速目標分割與標識方法，其特徵在於所述合 並因為定義分區造成的一個目標被分開的目標塊是將所需處理的圖像經過所述 定義分區和目標標記後，以一個4區域為基礎單位，將4個區域兩兩比較，若 有粘連的像素，則合併相應區域，並將被合併區域賦予合併區相同的邊界值。
上述一種面向視頻處理的快速目標分割與標識方法，其特徵在於算法是 以一個"4區域"目標標識子函數為基礎，通過重複調用該子函數進行16區域 分割檢測，從而實現對整個圖像區域的標識處理。
由於本方法是對視頻圖像進行分區檢測，最基本的子函數是將範圍內圖像 分割成四塊，通過四次調用"4區域"算法的子函數實現對圖像的16塊分割，
從而最多能檢測並標識到16個運動目標，避免了每個點進行檢索歸類引起的大
量計算量的問題，完全可以滿足在海上搜救實時檢測和性能的要求。而對於其 他需要跟蹤更多目標的場合，只需在此基礎上對四塊分割子程序以"金字塔" 形式繼續擴展即可實現，具有很強的實用性。
下面結合附圖和具體實施方式
來詳細說明本發明-圖1是本發明的視頻圖像坐標圖。
圖2是本發明算法流程圖(4區域)。 圖3是本發明算法流程圖(16區域)。
具體實施例方式
為了使本發明實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解， 下面結合具體圖示，進一步闡述本發明。 實施例h
參看圖l、圖2，首先依次掃描四個小區域，找出每個區域中的白色像素點 (設二值圖像中白色像素點為目標點)的四個邊界值，即為各小區中目標的邊 界點，四個邊界點分別為該區域中白色點的坐標x方向最小值、y方向最小值 的點；x方向最小值、y方向最大值的點；x方向最大值、y方向最小值的點；x 方向最大值、y方向最大值的點。然後依次比較0、 l區，1、 3區，2、 3區，0、 2區，若有粘連，則合併相應區域，並將被合併區域賦予合併區域相同的邊界值； 如比較0、 1區，若粘連，則將1區合併到0區，並令1區邊界值數據等於0區； 接著比較1、 3區，若粘連，則將1區合併到3區，並令1區邊界值數據等於3 區；接著比較2、 3區，若粘連，則將2區合併到3區，並令2區邊界值數據等 於3區；接著比較0、 2區，若粘連，則將2區邊界值數據等於0區；接著對角 區1、 2比較'，若粘連，則2區合併到1區，並令2區邊界值等於1區。若對角 區l、 2區比較後合併，則需要重新比較O、 l區和l、 3區，再比較對角區O、 3 區，若有粘連則3區合併到0區，並令3區邊界值等於0區；對角區l、 2區不 合併，則直接比較對角區O、 3區，若有粘連則3區合併到0區，並令3區邊界 值等於0區；從而實現對圖像上目標的識別。
實施例2:
參看圖l、圖3，首先依次掃描第l大塊中的四個小區域，找出每個區域中 的白色像素點(二值圖像中白色像素點為目標點)的四個邊界值，即為各小區 中目標的邊界點，四個邊界點分別為該區域中白色點的坐標x方向最小值、y方向最小值的點；x方向最小值、y方向最大值的點；x方向最大值、y方向最 小值的點；x方向最大值、y方向最大值的點。然後依次比較0、 l區，1、 3區， 2、 3區，0、 2區，若有粘連，則合併相應區域，並將被合併區域賦予合併區域 相同的邊界值；若對角區l、 2區比較後合併，則需要重新比較0、 l區和l、 3 區，再比較0、 3區，若有粘連則合併。然後以該算法為目標標識子函數為基礎， 重複調用該子函數進行16區域分割檢測，從而實現對圖像上目標的識別。 具體步驟如下
一. 四次調用區域分割(4區)子函數，得到四個數組及計數-，
二. 1、 2塊中各目標塊兩兩比較，若有粘連，2塊合併到1塊，2塊對應值 清零；
三. 3、 4塊中各目標塊兩兩比較，若有粘連，4塊合併到3塊，4塊對應值 清零；
四. 1、 3塊中各目標塊兩兩比較，若有粘連，3塊合併到1塊，3塊對應值 清零；
五. 2、 4塊中各目標塊兩兩比較，若有粘連，2塊合併到4塊，2塊對應值 清零；
六. 2、 3對角塊比較，若有粘連，2塊合併到3塊，2塊對應值清零；
七. 由於4塊有變化，故重新與3塊比較，3塊再重新與1塊比較；
八. l、 4塊對角比較，若有粘連，4塊合併到1塊，4塊對應值清零；
九. l、 4對角塊比較，若有粘連，4塊合併到1塊，4塊對應值清零；篩選 kl、 k2、 k3、 k4四個數組中不為零的數據，並計數；
十.結束。
由於本方法是對視頻圖像進行分區檢測，最基本的子函數是將範圍內圖像 分割成四塊，通過四次調用"4區域"算法的子函數實現對圖像的16塊分割， 從而最多能檢測並標識到16個運動目標，避免了每個點進行檢索歸類引起的大 量計算量的問題，完全可以滿足在海上搜救實時檢測和性能的要求。而對於其 他需要跟蹤更多目標的場合，只需在此基礎上對四塊分割子程序以"金字塔" 形式繼續擴展即可實現，具有很強的實用性。
以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特徵和本發明的優點。本行業
6的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中 描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和範圍的前提下本發明還 會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明範圍內。本發 明要求保護範圍由所附的權利要求書及其等同物界定。
權利要求
1. 一種面向視頻處理的快速目標分割與標識方法，其特徵在於將所需處理的圖像進行定義分區，再對每一小塊區域進行目標標記，標記出運動目標所在區域和數量，形成小塊目標間，之後比較各小塊目標間的相關性，合併因為定義分區造成的一個目標被分開的目標塊，由此實現運動目標的快速標識。
2. 根據權利要求1所述一種面向視頻處理的快速目標分割與標識方法， 其特徵在於所述定義分區是將所需處理的圖像平均分為四個矩形或四的平 方個矩形。
3. 根據權利要求1所述一種面向視頻處理的快速目標分割與標識方法， 其特徵在於所述目標標記是將所需處理的圖像進行閾值處理，得到二值圖 像，將二值圖像中的白色像素點設為目標點。
4. 根據權利要求1或2所述一種面向視頻處理的快速目標分割與標識方 法，其特徵在於所述合併因為定義分區造成的一個目標被分開的目標塊是 將所需處理的圖像經過所述定義分區和目標標記後，以一個4區域為基礎單 位，將4個區域兩兩比較，若有粘連的像素，則合併相應區域，並將被合併 區域賦予合併區相同的邊界值。
5. 根據權利要求1所述一種面向視頻處理的快速目標分割與標識方法， 其特徵在於算法是以一個"4區域"目標標識子函數為基礎，通過重複調用該子函數進行16區域分割檢測，從而實現對整個圖像區域的標識處理。
全文摘要
一種面向視頻處理的快速目標分割與標識方法，涉及一種圖像的識別方法。將所需處理的圖像進行定義分區，再對每一小塊區域進行目標標記，標記出運動目標所在區域和數量，形成小塊目標間，之後比較各小塊目標間的相關性，合併因為定義分區造成的一個目標被分開的目標塊，由此實現運動目標的快速標識。本發明的有益效果是使處理圖像的速度大大提升，每秒可處理13幀左右圖像，保證了目標檢測的實時性和視頻圖像的流暢性。
文檔編號G06T7/20GK101499171SQ20091004617
公開日2009年8月5日 申請日期2009年2月13日 優先權日2009年2月13日
發明者張瑩瑩, 林鑫偉, 胡文驊, 許開宇 申請人:上海海事大學