視頻前景圖像提取方法及裝置與流程
2023-05-03 01:27:41 2
本發明涉及圖像處理領域，特別是涉及一種視頻前景圖像提取方法及裝置。
背景技術：
隨著視頻應用的發展，圖形圖像處理技術的普及，越來越多的視頻應用中使用了圖像前景提取技術，即將前景區域從圖像中提取出來。
前景圖像提取技術的傳統方法主要應用高斯混合模型，其通過配合深度攝像機等硬體設備，來避免光照對前景圖像提取的影響。但是該種方式需要引入額外的專業設備。
技術實現要素：
基於此，有必要針對前景圖像的提取中需要引入額外的專業設備的問題，提出一種視頻前景圖像提取方法及裝置。
一種視頻前景圖像提取方法，所述方法包括：
計算視頻的當前幀中像素的光照不變性特徵，並生成所述當前幀的光照不變性特徵圖像；
獲取所述當前幀的光照不變性特徵圖像中的像素的顏色值；
獲取位置與所述當前幀的光照不變性特徵圖像中的像素的位置相對應的樣本；
計算所述當前幀的光照不變性特徵圖像中的像素的顏色值與所述樣本中的各個像素的顏色值的差值的絕對值；
當所述樣本中所述差值的絕對值小於預設值的像素的個數小於閾值時，則提取與所述樣本相對應的、所述當前幀的光照不變性特徵圖像中的像素作為前景像素。
在其中一個實施例中，所述計算所述當前幀的光照不變性特徵圖像中的像素的顏色值與所述樣本中的各個像素的顏色值的差值的絕對值的步驟，包括：
通過以下公式分別計算所述當前幀的光照不變性特徵圖像中的像素的顏色值與所述樣本中的各個像素的顏色值的差值的絕對值：
distance(p1,p2)＝|r1-r2|+|g1-g2|+|b1-b2|
其中，r1、b1和g1分別為所述樣本中的像素的第一通道顏色值、第二通道顏色值和第三通道顏色值，r2、b2和g2分別為所述當前幀的光照不變性特徵圖像中的像素的第一通道顏色值、第二通道顏色值和第三通道顏色值。
在其中一個實施例中，所述計算視頻的當前幀中像素的光照不變性特徵，並生成所述當前幀的光照不變性特徵圖像的步驟，包括：
分別獲取視頻的當前幀中像素在第一顏色通道、第二顏色通道、第三顏色通道的局部直方圖特徵；
根據所述局部直方圖特徵，獲取所述當前幀中像素分別在所述第一顏色通道、所述第二顏色通道和所述第三顏色通道的光照不變性特徵；
根據所述當前幀中像素分別在所述第一顏色通道、所述第二顏色通道和所述第三顏色通道的光照不變性特徵，得到當前幀中像素的光照不變性特徵；
根據所述當前幀中像素的光照不變性特徵，並生成光照不變性特徵圖像。
在其中一個實施例中，所述分別獲取視頻的當前幀中像素在第一顏色通道、第二顏色通道、第三顏色通道的局部直方圖特徵的步驟，包括：
獲取視頻的當前幀中像素的編號；
通過以下公式分別獲取所述當前幀中像素在第一顏色通道、第二顏色通道、第三顏色通道的局部直方圖特徵：
其中，w為所述當前幀中像素總個數，b為某一個灰度分類，取值為1，2……m，m為局部直方圖灰度分類總數，p、q為所述當前幀中像素的編號，取值為1，2，3……w，hp(b)為所述當前幀中的編號為p的像素對應於局部直方圖第b個灰度分類的局部直方圖特徵，iq為所述當前幀中的編號為q的像素的灰度，q(iq,b)為iq是否屬於第b個灰度分類的量化，若iq屬於第b個灰度分類，則q(iq,b)取值為1，若iq不屬於第b個灰度分類，則q(iq,b)取值為0，α為係數，0<α<1。
在其中一個實施例中，所述分別獲取視頻的當前幀中像素在第一顏色通道、第二顏色通道、第三顏色通道的局部直方圖特徵的步驟，包括：
獲取視頻的當前幀中像素的編號；
通過以下公式分別獲取所述當前幀中像素在第一顏色通道、第二顏色通道、第三顏色通道的局部直方圖特徵：
其中：
其中，p、q為所述當前幀中像素的編號，取值為1，2，3……w，hp(b)為所述當前幀中編號為p的像素對應於局部直方圖第b個灰度分類的局部直方圖特徵，ip為所述當前幀中的編號為p的像素的灰度，q(ip,b)為ip是否屬於第b個灰度分類的量化，若ip屬於第b個灰度分類，則q(ip,b)取值為1，若ip不屬於第b個灰度分類，則q(ip,b)取值為0，α為係數，0<α<1，為所述當前幀中的編號小於p的像素局部直方圖特徵的和，為所述當前幀中的編號大於p的像素局部直方圖特徵的和，為所述當前幀中的編號小於p-1的像素局部直方圖特徵的和，為所述當前幀中的編號大於p+1的像素局部直方圖特徵的和。
在其中一個實施例中，所述根據所述局部直方圖特徵，獲取所述當前幀中像素分別在所述第一顏色通道、所述第二顏色通道和所述第三顏色值通道的光照不變性特徵的步驟，包括：
通過以下公式，獲取所述當前幀中像素分別在所述第一顏色通道、所述第二顏色通道和所述第三顏色值通道的光照不變性特徵：
其中gp為所述當前幀的編號為p的像素在其中一個顏色通道的光照不變性特徵，exp為以e為底的指數函數，k為係數，k＝0.1，rp＝kip，其中ip為所述當前幀中的編號為p的像素的灰度，max(k,rp)為取係數k與rp＝kip中的較大值，bp為所述當前幀中的編號為p的像素所屬的灰度分類，hp(b)為所述當前幀中的編號為p的像素對應於局部直方圖第b個灰度分類的局部直方圖特徵，b為某一個灰度分類，取值為1，2……m，其中m為局部直方圖灰度分類總數。
在其中一個實施例中，所述方法還包括：
提取預設數量的無前景的樣本幀；
分別計算所述樣本幀中的像素的光照不變性特徵，並分別生成所述樣本幀的光照不變性特徵圖像；
提取各個所述樣本幀的光照不變性特徵圖像中的相對應的位置處的像素作為樣本，並記錄所述樣本的位置。
在其中一個實施例中，所述裝置包括：
生成模塊，用於計算視頻的當前幀中像素的光照不變性特徵，並生成所述當前幀的光照不變性特徵圖像；
獲取模塊，用於獲取所述當前幀的光照不變性特徵圖像中的像素的顏色值；
定位模塊，用於獲取位置與所述當前幀的光照不變性特徵圖像中的像素的位置相對應的樣本；
計算模塊，用於計算所述當前幀的光照不變性特徵圖像中的像素的顏色值與所述樣本中的各個像素的顏色值的差值的絕對值；
提取模塊，用於當所述樣本中所述差值的絕對值小於預設值的像素的個數小於閾值時，則提取與所述樣本相對應的、所述當前幀的光照不變性特徵圖像中的像素作為前景像素。
在其中一個實施例中，所述生成模塊包括：
特徵獲取單元，用於分別獲取所述當前幀中像素在第一顏色通道、第二顏色通道、第三顏色通道的局部直方圖特徵；
特徵轉換單元，用於根據所述局部直方圖特徵，獲取所述當前幀中像素分別在所述第一顏色通道、所述第二顏色通道和所述第三顏色值通道的光照不變性特徵；
圖像合併單元，用於根據所述當前幀中像素分別在所述第一顏色通道、所述第二顏色通道和所述第三顏色通道的光照不變性特徵，得到當前幀中像素的光照不變性特徵；
圖像生成單元，用於根據所述當前幀中像素的光照不變性特徵，生成光照不變性特徵圖像。
在其中一個實施例中，其特徵在於，所述裝置還包括：
樣本採集模塊，用於提取預設數量的無前景的樣本幀；
樣本處理模塊，用於分別計算所述樣本幀中的像素的光照不變性特徵，並分別生成所述樣本幀的光照不變性特徵圖像；
樣本獲取模塊，用於提取各個所述樣本幀的光照不變性特徵圖像中的相對應的位置處的像素作為樣本，並記錄所述樣本的位置。
上述視頻前景圖像提取方法及裝置，通過計算視頻的當前幀中像素的光照不變性特徵，生成光照不變性特徵圖像，獲取當前幀的光照不變性特徵圖像中的像素的顏色值，獲取位置與當前幀的光照不變性特徵圖像中的像素的位置相對應的樣本後，計算當前幀的光照不變性特徵圖像中的像素的顏色值與相對應的樣本中的各個像素的顏色值的差值的絕對值，當樣本中差值的絕對值小於預設值的像素的個數小於閾值時，則提取與樣本相對應的、當前幀的光照不變性特徵圖像中的像素作為前景像素，無需採用額外的專業設備等硬體的配合，僅通過普通的攝像機獲取視頻，並通過視頻的光照不變性特徵圖像進行前景提取，避免了光照對前景提取的影響。
附圖說明
圖1為一實施例中視頻前景圖像提取方法流程圖；
圖2為圖1所示實施例的關聯步驟的流程圖；
圖3為圖1所示實施例的步驟s102的流程圖；
圖4為圖3所示實施例的步驟s302的流程圖；
圖5為一實施例中四行四列的當前幀像素的編號的示意圖；
圖6為圖3所示實施例中獲取光照不變性特徵結果示意圖；
圖7為圖1所示實施例的步驟s110的示意圖；
圖8為一實施例中視頻前景圖像提取結果示意圖；
圖9為一實施例中視頻前景圖像提取裝置示意圖。
具體實施方式
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用於解釋本發明，並不用於限定本發明。
在本文中，諸如左和右，上和下，前和後，第一和第二之類的關係術語僅僅用來區分一個實體或動作與另一個實體或動作，而不一定要求或暗示這種實體或動作之間的任何實際的這種關係或順序。術語「包括」、「包含」或任何其他變體旨在涵蓋非排他性的包含，由此使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包含這些要素，而且還包含沒有明確列出的其他要素，或者為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。
請參照圖1，提供一種視頻前景圖像提取方法，該方法包括如下步驟：
s102：計算視頻的當前幀中像素的光照不變性特徵，並生成當前幀的光照不變性特徵圖像。
具體地，光照不變性特徵是指當前幀中像素的一些對光照不敏感的、不隨光照條件改變而變化的特徵，如灰度特徵、紋理特徵和仿射不變性特徵等。一般地，光照變化對當前幀中像素的一些特徵產生強烈的影響，如隨著光照的影響，當前幀中像素的一些特徵產生變化，導致圖像的外觀會隨著光照條件的改變發生劇烈的變化，這種變化遠大於由於視頻圖像中像素之間的不同產生差異，當前幀的像素中一些特徵對光照變化的敏感性，會影響視頻前景圖像提取的準確率，考慮當前幀中像素的一些特徵，如灰度特徵、紋理特徵和仿射不變性特徵等對光照不敏感，利用當前幀中像素不隨光照條件改變而變化的不變特徵進行提取，將當前幀中像素的光照不變性特徵進行提取，並根據視頻的光照不變性特徵，將提取出的特徵生成光照不變性特徵圖像。
s104：獲取當前幀的光照不變性特徵圖像中的像素的顏色值。
具體地，當前幀中的每個像素在第一顏色通道、第二顏色通道和第三顏色通道中分別對應有一個通道顏色值，第一顏色通道、第二顏色通道和第三顏色通道的通道顏色值的組合表示該像素的顏色值。需要說明的是，第一顏色通道、第二顏色通道和第三顏色通道可以分別為r(red，紅)通道、g(green，綠)通道、b(blue，藍)通道，還可以分別為h(hue，色澤)通道、s(saturation，飽和度)通道和b(brightness亮度)通道。
s106：獲取位置與當前幀的光照不變性特徵圖像中的像素的位置相對應的樣本。
具體地，當前幀的光照不變性特徵圖像中的像素的位置是指當前幀的光照不變性特徵圖像中的每個像素有固定的行列位置，行位置表示當前幀的光照不變性特徵圖像中的像素所在的行，列位置表示當前幀的光照不變性特徵圖像中的像素所在的列。根據當前幀的光照不變性特徵圖像中的每個像素所在的位置，獲取與該位置相對應的樣本。例如，光照不變性特徵圖像中的一個像素所在位置為第一行第一列，獲取在第一行第一列的位置處的樣本，該樣本中可能包含有若干個像素。
s108：計算當前幀的光照不變性特徵圖像中的像素的顏色值與樣本中的各個像素的顏色值的差值的絕對值。
具體地，通過計算當前幀的光照不變性特徵圖像中的像素在第一顏色通道、第二顏色通道和第三顏色通道與樣本中各個像素分別在第一顏色通道、第二顏色通道和第三顏色通道的差值的絕對值，進而將對應的每個顏色通道的差值的絕對值求和，得到當前幀的光照不變性特徵圖像中的像素的顏色值與樣本中的各個像素的顏色值的差值的絕對值。
s110：當樣本中差值的絕對值小於預設值的像素的個數小於閾值時，則提取與樣本相對應的、當前幀的光照不變性特徵圖像中的像素作為前景像素。
具體地，判斷當前幀的光照不變性特徵圖像中的每個像素的顏色值與樣本中的像素的顏色值的差值的絕對值小於預設值時的樣本中像素的個數，當樣本中的像素的顏色值與光照不變性特徵圖像中的像素的顏色值差值的絕對值小於預設值的像素個數小於閾值時，則認為與樣本中像素對應位置處的當前幀的光照不變性特徵圖像中的像素為前景像素，進而將當前幀的光照不變性特徵圖像中與樣本中對應位置處的像素提取出來。
需要說明的是，本實施例中，即可以對當前幀中每個像素依次判斷是否屬於前景像素，進而將前景像素提取出來，還可以判斷當前幀中感興趣區域中的像素是否屬於前景像素，進而將當前幀中感興趣區域的前景像素提取出來。
本實施例中，通過計算視頻的當前幀中像素的光照不變性特徵，生成光照不變性特徵圖像，再計算當前幀的光照不變性特徵圖像中的像素的顏色值與相對應位置處的樣本中的像素的顏色值的差值的絕對值，當樣本中計算所得差值的絕對值小於預設值的像素的個數小於閾值時，則提取與樣本相對應的、當前幀的光照不變性特徵圖像中的像素作為前景像素。整體過程無需採用額外的專業設備的配合，僅用普通設備進行視頻採集，通過視頻的光照不變性特徵圖像進行前景提取，即可避免光照對前景提取結果的影響。
在其中一個是實施例中，請參照圖2，圖2為一實施例中的關聯步驟流程圖，該關聯步驟可以是在圖1所示實施例前執行，該關聯步驟可以包括：
s202：提取預設數量的無前景的樣本幀。
具體地，預設數量可以指預先獲取的無前景圖像的幀的數量，例如6、12、14、20、25等，將預先獲取的一定數量的無前景圖像的幀作為樣本幀。需要說明的是，預先獲取的一定數量的無前景圖像的幀可以是視頻開始時的一定數量的無前景的幀，可以是視頻的中間的一定數量的無前景的幀，可以是同樣背景預先拍攝的一定數量的無前景的幀等。
另外，本實施例中，採用的是將視頻的預設數量的無前景圖像提取出來作為樣本幀，還可以採用先將視頻的無前景圖像的某一幀提取出來，在某一幀上隨機添加一些噪聲，將該添加噪聲的某一幀作為樣本幀。
s204：分別計算樣本幀中的像素的光照不變性特徵，並分別生成樣本幀的光照不變性特徵圖像。
具體地，對於提取出的無前景圖像的預設數量的樣本幀，分別計算每一幀中每個像素的光照不變性特徵，可以採用如下的計算方法：
首先，取無前景圖像的預設數量的樣本幀中的一幀，獲取該樣本幀中的一幀的每個像素在第一顏色通道、第二顏色通道、第三顏色通道的局部直方圖特徵。具體地，獲取該樣本幀中的一幀每個像素的編號，通過以下公式分別獲取該樣本幀中的一幀像素在第一顏色通道、第二顏色通道、第三顏色通道的局部直方圖特徵：
其中，w為樣本幀中的一幀像素總個數，b為某一個灰度分類，取值為1，2……m，m為局部直方圖灰度分類總數，p、q為樣本幀中的一幀像素的編號，取值為1，2，3……w，hsp(b)為樣本幀中的一幀的編號為p的像素對應於局部直方圖第b個灰度分類的局部直方圖特徵，iq為樣本幀中的一幀中的編號為q的像素的灰度，q(iq,b)為iq是否屬於第b個灰度分類的量化，若iq屬於第b個灰度分類，則q(iq,b)取值為1，若iq不屬於第b個灰度分類，則q(iq,b)取值為0，α為係數，0<α<1。
例如，獲取該樣本幀中的一幀的第一行第五列的像素的局部直方圖特徵，第一行第五列的像素編號為五，則獲取該樣本幀中的一幀的第五像素的局部直方圖特徵，則應用公式(1)：
其中，w為樣本幀中的一幀的像素總個數，b為某一個灰度分類，取值為1，2……m，m為局部直方圖灰度分類總數，i1、i2……iw為樣本幀中的一幀的編號為1、2……w的像素的灰度，q(i1,b)、q(i2,b)……q(iw,b)為i1、i2……iw是否屬於第b個灰度分類的量化，若i1、i2……iw屬於第b個灰度分類，則取值為1，若i1、i2……iw不屬於第b個灰度分類，則取值為0，α為係數，0<α<1。
依次將樣本幀中的一幀中的像素的局部直方圖特徵計算出來，並將預設數量的無前景圖像的其餘幀的像素的局部直方圖特徵逐個計算得出。
然後，根據樣本幀中的一幀的像素的局部直方圖特徵，獲取該幀的每個像素分別在第一顏色通道、第二顏色通道和第三顏色通道的光照不變性特徵。具體地，通過以下公式獲取該幀的每個像素分別在第一顏色通道、第二顏色通道和第三顏色通道的光照不變性特徵：
其中gps為樣本幀中的一幀的編號為p的像素在其中一個顏色通道的光照不變性特徵，exp為以e為底的指數函數，k為係數，k＝0.1，rp＝kip，其中ip為樣本幀中的一幀中的編號為p的像素的灰度，max(k,rp)為取係數k與rp＝kip中的較大值，bp為樣本幀中的一幀中的編號為p的像素所屬的灰度分類，hps(b)為樣本幀中的一幀中的編號為p的像素對應於局部直方圖第b個灰度分類的局部直方圖特徵，b為某一個灰度分類，取值為1，2……m，其中m為局部直方圖灰度分類總數。
例如，獲取該樣本幀中的一幀的第一行第五列的像素的光照不變性特徵，第一行第五列的像素編號為五，獲取該幀中第五像素的光照不變性特徵，則應用公式(2)
其中g5為第五像素在其中一個顏色通道的光照不變性特徵，exp為以e為底的指數函數，k為係數，k＝0.1，r5＝ki5，其中i5為第五像素的灰度，max(k,r5)為取係數k與r5＝ki5中的較大值，b5為第五像素的灰度分類，h5(b)為第五像素對應於局部直方圖第b個灰度分類的局部直方圖特徵，b為某一個灰度分類，取值為1，2……m，其中m為局部直方圖灰度分類總數。
依次將該樣本幀中的一幀的每個像素的光照不變性特徵計算出來，並將預設數量的無前景圖像的其餘幀的像素的光照不變性特徵逐個計算得出。
之後，根據預設數量的樣本幀中的像素分別在第一顏色通道、第二顏色通道和第三顏色通道的光照不變性特徵，得到無前景圖像的預設數量的樣本幀中的像素的光照不變性特徵。具體地，取預設數量的無前景圖像的樣本幀中的一幀，將樣本幀中的一幀的像素在第一顏色通道、第二顏色通道和第三顏色通道的光照不變性特徵合併，得到樣本幀中的一幀中像素的光照不變性特徵，再將預設數量的樣本幀中的其餘幀的光照不變性特徵合併，分別得到樣本幀的每一幀像素的光照不變性特徵
最後，根據樣本幀中像素的光照不變性特徵，分別生成樣本幀的光照不變性特徵圖像。
s206：提取各個樣本幀的光照不變性特徵圖像中的相對應的位置處的像素作為樣本，並記錄樣本的位置。
具體地，樣本幀的光照不變性特徵圖像中的相對應的位置指樣本幀中每一幀中在相同行位置和列位置的像素，獲取樣每個樣本幀的光照不變性特徵圖像中的相對應的位置處的像素作為樣本，並且記錄樣本的位置。例如，樣本幀中的一幀的一個像素所在位置為第一行第一列，則將樣本幀中所有第一行第一列位置處的像素提取出來，依次提取樣本幀中每一行每一列的位置，將提取出相同位置處的像素作為樣本。
本實施例中，首先獲取預設數量的無前景的樣本幀，並通過計算樣本幀中的像素的光照不變性特徵，分別生成樣本幀的光照不變性特徵圖像，最後提取各個樣本幀的光照不變性特徵圖像中的相對應的位置處的像素作為樣本，取得樣本的操作簡單易行，不依賴現有的複雜模型取得樣本，同時對樣本也獲得光照不變性特徵圖像，避免光照對樣本產生影響，導致提取結果不準確。
在其中一個實施例中，可參照圖3，提供圖1所示實施例中的步驟s102的流程圖，該步驟s102，即計算視頻的當前幀中像素的光照不變性特徵，並生成當前幀的光照不變性特徵圖像的步驟可以包括：
s302：分別獲取視頻的當前幀中像素在第一顏色通道、第二顏色通道、第三顏色通道的局部直方圖特徵。
具體地，一般用灰度直方圖描述一幅圖像的灰度值，將一幅圖像的感興趣區域用灰度直方圖描繪出圖像的灰度值，則為局部直方圖。首先，讀取視頻中當前幀，將視頻中的當前幀拆分成在第一顏色通道、第二顏色通道和第三顏色通道的圖像，然後獲取視頻的當前幀在第一顏色通道、第二顏色通道和第三顏色通道中的每一個像素的局部直方圖特徵。需要說明的是，第一顏色通道、第二顏色通道和第三顏色通道可以分別為r(red，紅)通道、g(green，綠)通道、b(blue，藍)通道，還可以分別為h(hue，色澤)通道、s(saturation，飽和度)通道和b(brightness亮度)通道。
s304：根據局部直方圖特徵，獲取當前幀中像素分別在第一顏色通道、第二顏色通道和第三顏色通道的光照不變性特徵。
具體地，光照不變性特徵是指當前幀中像素的一些對光照不敏感、不隨光照條件改變而變化的特徵，如灰度特徵、紋理特徵和仿射不變性特徵等。一般地，光照變化對當前幀中像素的一些特徵產生強烈的影響，如隨著光照的影響，當前幀中像素的一些特徵產生變化，導致圖像的外觀會隨著光照條件的改變發生劇烈的變化，這種變化遠大於由於視頻圖像中像素之間的不同產生差異，當前幀的像素中一些特徵對光照變化的敏感性，會影響視頻前景圖像提取的準確率，考慮當前幀中像素的一些特徵，如灰度特徵、紋理特徵和仿射不變性特徵等對光照不敏感，根據當前幀中像素分別在第一顏色通道、第二顏色通道和第三顏色通道的局部直方圖特徵，將當前幀中像素的光照不變性特徵進行提取。
s306：根據當前幀中像素分別在第一顏色通道、第二顏色通道和第三顏色通道的光照不變性特徵，得到當前幀中像素的光照不變性特徵。
具體地，將當前幀中像素在第一顏色通道、第二顏色通道和第三顏色通道的光照不變性特徵合併，得到當前幀中像素的光照不變性特徵。
s308：根據當前幀中像素的光照不變性特徵，並生成光照不變性特徵圖像。
具體地，根據當前幀中像素的光照不變性特徵，即可生成出光照不變性特徵圖像。
需要說明的是，本實施例中，即可以對當前幀中像素依次獲取光照不變性特徵，進而生成光照不變性特徵圖像，還可以對當前幀中感興趣區域中的像素獲取光照不變性特徵，進而生成當前幀中感興趣區域的進而生成光照不變性特徵圖像。
本實施例中，通過獲取視頻的當前幀中像素在分別在三個顏色通道中的局部直方圖特徵；再根據局部直方圖特徵，分別獲取當前幀中像素分別在三個顏色通道中的光照不變性特徵，將三個顏色通道的光照不變性特徵合併，得到當前幀中像素的光照不變性特徵，最後生成光照不變性特徵圖像。通過分別在三個顏色通道中的計算，計算局部直方圖特徵與光照不變性特徵準確，且通過局部直方圖特徵計算光照不變性特徵，方法簡單易行，無需依賴特殊的硬體設備，結果準確。
在其中一個實施例中，請參照圖4，提供圖3所示實施例中的步驟s302的流程圖，該步驟s302，即分別獲取視頻的當前幀中像素在第一顏色通道、第二顏色通道、第三顏色通道的局部直方圖特徵的步驟可以包括：
s401：獲取視頻的當前幀中像素的編號。
具體地，可參見圖5，為一實施例中四行四列的當前幀像素的編號的示意圖，當前幀中像素有固定的行列位置，該固定行列位置的像素對應有一個編號。如第一行第一列的像素，編號為一，第一行第五列的像素，編號為五，第一行第八列的像素，編號為八，依次類推，獲取視頻的當前幀中每個像素的編號。
s402：通過以下公式分別獲取當前幀中像素在第一顏色通道、第二顏色通道、第三顏色通道的局部直方圖特徵。
其中，w為當前幀中像素總個數，b為某一個灰度分類，取值為1，2……m，m為局部直方圖灰度分類總數，p、q為當前幀中像素的編號，取值為1，2，3……w，hp(b)為當前幀中的編號為p的像素對應於局部直方圖第b個灰度分類的局部直方圖特徵，iq為當前幀中的編號為q的像素的灰度，q(iq,b)為iq是否屬於第b個灰度分類的量化，若iq屬於第b個灰度分類，則q(iq,b)取值為1，若iq不屬於第b個灰度分類，則q(iq,b)取值為0，α為係數，0<α<1。
例如，獲取該幀中第一行第四列的像素的局部直方圖特徵，第一行第四列的像素編號為四，則獲取該幀中第四像素的局部直方圖特徵，則應用公式(3)
其中，w為當前幀中像素總個數，b為某一個灰度分類，取值為1，2……m，m為局部直方圖灰度分類總數，i1、i2……iw為當前幀中的編號為1、2……w的像素的灰度，q(i1,b)、q(i2,b)……q(iw,b)為i1、i2……iw是否屬於第b個灰度分類的量化，若i1、i2……iw屬於第b個灰度分類，則取值為1，若i1、i2……iw不屬於第b個灰度分類，則取值為0，α為係數，0<α<1。
本實施例中，直接獲取當前幀中像素的編號，按照像素的編號計算每個像素的局部直方圖特徵，計算準確，且不易遺漏計算。
在其中一個實施例中，圖3所示實施例中的步驟s302還可以通過如下步驟計算，該步驟可包括如下步驟：
首先，獲取視頻的當前幀中像素的編號。
具體地，視頻的當前幀中像素有固定的行列位置，該固定行列位置的像素對應有一個編號。如第一行第一列的像素，編號為一，第一行第五列的像素，編號為五，第一行第八列的像素，編號為八，依次類推，獲取視頻的當前幀中每個像素的編號。
然後，通過以下公式分別獲取當前幀中像素在第一顏色通道、第二顏色通道、第三顏色通道的局部直方圖特徵。
其中：
其中，p、q為當前幀中像素的編號，取值為1，2，3……w，hp(b)為當前幀中編號為p的像素對應於局部直方圖第b個灰度分類的局部直方圖特徵，ip為當前幀中的編號為p的像素的灰度，q(ip,b)為ip是否屬於第b個灰度分類的量化，若ip屬於第b個灰度分類，則q(ip,b)取值為1，若ip不屬於第b個灰度分類，則q(ip,b)取值為0，α為係數，0<α<1，為當前幀中的編號小於p的像素局部直方圖特徵的和，為當前幀中的編號大於p的像素局部直方圖特徵的和，為當前幀中的編號小於p-1的像素局部直方圖特徵的和，為當前幀中的編號大於p+1的像素局部直方圖特徵的和。
例如，獲取該幀中第一行第四列的像素的局部直方圖特徵，第一行第四列的像素編號為四，則獲取該幀中第四像素的局部直方圖特徵，應用公式(4)。
其中
由於值可直接得到，也由可以得到，可由直接獲得，從而可以求得。
則：
由於已求得，則和都可相應求得。
因此，
和都可直接求得。
其中，h4(b)為當前幀中編號為四的像素對應於局部直方圖第b個灰度分類的局部直方圖特徵，i4為當前幀中的編號為4的像素的灰度，q(i3,b)和為q(i4,b)為若i3和i4屬於第b個灰度分類，則q(i3,b)和為q(i4,b)取值為1，若i3和i4不屬於第b個灰度分類，則q(i3,b)和為q(i4,b)取值為0，α為係數，0<α<1，為當前幀中的編號小於4的像素局部直方圖特徵的和，為當前幀中的編號大於4的像素局部直方圖特徵的和，為當前幀中的編號小於3的像素局部直方圖特徵的和。
本實施例中，可以採用迭代公式，直接由上一幀的局部直方圖特徵，得出當前幀的局部直方圖特徵，無需用每一幀的圖像的每個像素逐個計算，對當前幀中像素的局部直方圖特徵可以加速計算，節省計算時間，計算簡單易行。
在其中一個實施例中，圖3所示實施例中步驟s304即據局部直方圖特徵，獲取當前幀中像素分別在第一顏色通道、第二顏色通道和第三顏色通道的光照不變性特徵，該步驟包括如下步驟：
根據當前幀像素的局部直方圖特徵，獲取當前幀的每個像素分別在第一顏色通道、第二顏色通道和第三顏色通道的光照不變性特徵。具體地，通過以下公式獲取當前幀的每個像素分別在第一顏色通道、第二顏色通道和第三顏色通道的光照不變性特徵：
其中gp為當前幀的編號為p的像素在其中一個顏色通道的光照不變性特徵，exp為以e為底的指數函數，k為係數，k＝0.1，rp＝kip，其中ip為當前幀中的編號為p的像素的灰度，max(k,rp)為取係數k與rp＝kip中的較大值，bp為當前幀中的編號為p的像素所屬的灰度分類，hp(b)為當前幀中的編號為p的像素對應於局部直方圖第b個灰度分類的局部直方圖特徵，b為某一個灰度分類，取值為1，2……m，其中m為局部直方圖灰度分類總數。
例如，獲取當前幀中第一行第五列的像素的光照不變性特徵，第一行第三列的像素編號為五，獲取該幀中第三像素的光照不變性特徵，則應用公式(7)
其中g3為第五像素在其中一個顏色通道的光照不變性特徵，exp為以e為底的指數函數，k為係數，k＝0.1，r3＝ki3，其中i5為第三像素的灰度，max(k,r3)為取係數k與r3＝ki3中的較大值，b3為第三像素的灰度分類，h3(b)為第三像素對應於局部直方圖第b個灰度分類的局部直方圖特徵，b為某一個灰度分類，取值為1，2……m，其中m為局部直方圖灰度分類總數。計算結果可參見圖6，為獲取光照不變性特徵結果示意圖。
需要說明的是，本實施例中，可以是利用當前幀像素的局部直方圖特徵，計算當前幀像素的光照不變性特徵，還可以是利用當前幀感興趣區域的像素局部直方圖特徵，計算當前幀感興趣區域的像素的光照不變性特徵。
本實施例中，直接利用當前幀像素的局部直方圖特徵，計算得到光照不變性特徵，無需採用額外的專業設備配合，計算簡單，計算結果準確，適用性強。
在其中一個實施例中，可參見圖7，提供圖1所示實施例的步驟s110的示意圖，該步驟110，即當樣本中差值的絕對值小於預設值的像素的個數小於閾值時，則提取與樣本相對應的、當前幀的光照不變性特徵圖像中的像素作為前景像素。
具體地，p1-p6為樣本幀中處在同一位置的像素，pt為當前幀的光照不變性特徵圖像中與樣本幀所在位置相同的像素，如取6幀樣本幀，第一樣本幀的第一行第一列位置處的像素為p1，第二樣本幀的第一行第一列位置處的像素為p2，第六樣本幀的第一行第一列位置處的像素為p6，pt表示當前幀的光照不變性特徵圖像中第一行第一列位置處的像素，sr(pt)表示預設值，分別獲取pt和p1、p2……p6在第一顏色通道、第二顏色通道和第三顏色通道中分別對應的一個值，組成pt和p1、p2……p6的顏色值，計算pt與p1、p2……p6顏色值差值的絕對值，可以採用如下公式計算：
distance(p1,p2)＝|r1-r2|+|g1-g2|+|b1-b2|(8)
其中，r1、b1和g1分別為樣本中的像素的第一通道顏色值、第二通道顏色值和第三通道顏色值，r2、b2和g2分別為當前幀的光照不變性特徵圖像中的像素的第一通道顏色值、第二通道顏色值和第三通道顏色值。
如計算樣本中的像素p3與pt的差值的絕對值，則
distance(p3,pt)＝|r3-rt|+|g3-gt|+|b3-bt|
其中，r3、b3和g3分別為樣本中的像素p3的第一通道顏色值、第二通道顏色值和第三通道顏色值，rt、bt和gt分別為當前幀的光照不變性特徵圖像中的pt像素的第一通道顏色值、第二通道顏色值和第三通道顏色值。
當差值的絕對值小於預設值的像素的個數小於閾值時，則提取與樣本相對應的、當前幀的光照不變性特徵圖像中的像素作為前景像素，此處，預設值為20，閾值設定為2，例如，當像素p2與p4像素的顏色值與當前幀的光照不變性特徵圖像中的像素pt的顏色值的差值小於預設值20時，可以看出，p2與p4落入以pt為圓心，以預設值20為半徑的圓中，則當前幀的光照不變性特徵圖像中的該點像素pt為背景像素，若樣本幀中只有一個像素或沒有像素落入以pt為圓心，以預設值20為半徑的圓中，則表示樣本幀中像素的顏色值與當前幀的光照不變性特徵圖像中像素pt的差值的絕對值小於預設值的像素的個數小於閾值，則當前幀的光照不變性特徵圖像中的該點像素pt為前景像素。依次計算當前幀的光照不變性特徵圖像中的每個像素與樣本中相對應位置的像素的差值的絕對值，確定差值小於預設值的樣本是否小於閾值，提取出所有前景圖像像素，得到前景圖像，可以參照圖8，提供視頻前景圖像提取結果示意圖。
需要說明的是，本實施例中，採用的預設值為20，也可以採用21、22、25等，取得的樣本為6個，也可以取10、14、20、21、22、25等。可以依次計算當前幀的光照不變性特徵圖像中的每個像素與樣本中相對應位置的像素的差值的絕對值，確定差值的絕對值小於預設值的樣本是否小於閾值，提取出所有前景圖像像素，得到前景圖像，也可以計算當前幀的光照不變性特徵圖像中感興趣區域的每個像素與樣本中相對應位置的像素的差值的絕對值，確定差值的絕對值小於預設值的樣本是否小於閾值，提取出所有前景圖像像素，得到前景圖像。
本實施例中，採用計算顏色值差值的絕對值的方法，確定差值的絕對值小於預設值的樣本個數是否小於閾值判斷當前幀的光照不變性特徵圖像中的像素是否為前景點，方法簡單易行，且不需要依賴過於複雜的現有模型，適用性廣泛。
參見圖9，提供一視頻前景圖像提取裝置的示意圖，視頻前景圖像提取裝置900包括：
生成模塊901，用於計算視頻的當前幀中像素的光照不變性特徵，並生成當前幀的光照不變性特徵圖像。
獲取模塊902，用於獲取當前幀的光照不變性特徵圖像中的像素的顏色值。
定位模塊903，用於獲取位置與當前幀的光照不變性特徵圖像中的像素的位置相對應的樣本。
計算模塊904，用於計算當前幀的光照不變性特徵圖像中的像素的顏色值與樣本中的各個像素的顏色值的差值的絕對值。
提取模塊905，用於當樣本中差值的絕對值小於預設值的像素的個數小於閾值時，則提取與樣本相對應的、當前幀的光照不變性特徵圖像中的像素作為前景像素。
在其中一個實施例中，計算模塊904還用於通過以下公式分別計算當前幀的光照不變性特徵圖像中的像素的顏色值與樣本中的各個像素的顏色值的差值的絕對值：
distance(p1,p2)＝|r1-r2|+|g1-g2|+|b1-b2|
其中，r1、b1和g1分別為樣本中的像素的第一通道顏色值、第二通道顏色值和第三通道顏色值，r2、b2和g2分別為當前幀的光照不變性特徵圖像中的像素的第一通道顏色值、第二通道顏色值和第三通道顏色值。
在其中一個實施例中，生成模塊902還包括：
特徵獲取單元，用於分別獲取當前幀中像素在第一顏色通道、第二顏色通道、第三顏色通道的局部直方圖特徵。
特徵轉換單元，用於根據局部直方圖特徵，獲取當前幀中像素分別在第一顏色通道、第二顏色通道和第三顏色值通道的光照不變性特徵。
圖像合併單元，用於根據當前幀中像素分別在第一顏色通道、第二顏色通道和第三顏色通道的光照不變性特徵，得到當前幀中像素的光照不變性特徵。
圖像生成單元，用於根據當前幀中像素的光照不變性特徵，生成光照不變性特徵圖像。
在其中一個實施例中，特徵獲取單元包括：
第一編號獲取組件，用於獲取視頻的當前幀中像素的編號。
第一特徵獲取組件，用於通過以下公式分別獲取當前幀中像素在第一顏色通道、第二顏色通道、第三顏色通道的局部直方圖特徵：
其中，w為當前幀中像素總個數，b為某一個灰度分類，取值為1，2……m，m為局部直方圖灰度分類總數，p、q為當前幀中像素的編號，取值為1，2，3……w，hp(b)為當前幀中的編號為p的像素對應於局部直方圖第b個灰度分類的局部直方圖特徵，iq為當前幀中的編號為q的像素的灰度，q(iq,b)為iq是否屬於第b個灰度分類的量化，若iq屬於第b個灰度分類，則q(iq,b)取值為1，若iq不屬於第b個灰度分類，則q(iq,b)取值為0，α為係數，0<α<1。
在其中一個實施例中，特徵獲取單元還可以包括：
第二編號獲取組件，用於獲取視頻的當前幀中像素的編號。
第二特徵獲取組件，用於通過以下公式分別獲取當前幀中像素在第一顏色通道、第二顏色通道、第三顏色通道的局部直方圖特徵：
其中：
其中，p、q為當前幀中像素的編號，取值為1，2，3……w，hp(b)為當前幀中編號為p的像素對應於局部直方圖第b個灰度分類的局部直方圖特徵，ip為當前幀中的編號為p的像素的灰度，q(ip,b)為ip是否屬於第b個灰度分類的量化，若ip屬於第b個灰度分類，則q(ip,b)取值為1，若ip不屬於第b個灰度分類，則q(ip,b)取值為0，α為係數，0<α<1，為當前幀中的編號小於p的像素局部直方圖特徵的和，為當前幀中的編號大於p的像素局部直方圖特徵的和，為當前幀中的編號小於p-1的像素局部直方圖特徵的和，為當前幀中的編號大於p+1的像素局部直方圖特徵的和。
在其中一個實施例中，特徵轉換單元還用於通過以下公式，獲取當前幀中像素分別在第一顏色通道、第二顏色通道和第三顏色值通道的光照不變性特徵：
其中gp為當前幀的編號為p的像素在其中一個顏色通道的光照不變性特徵，exp為以e為底的指數函數，k為係數，k＝0.1，rp＝kip，其中ip為當前幀中的編號為p的像素的灰度，max(k,rp)為取係數k與rp＝kip中的較大值，bp為當前幀中的編號為p的像素所屬的灰度分類，hp(b)為當前幀中的編號為p的像素對應於局部直方圖第b個灰度分類的局部直方圖特徵，b為某一個灰度分類，取值為1，2……m，其中m為局部直方圖灰度分類總數。
在其中一個實施例中，視頻前景圖像提取裝置還包括：
樣本採集模塊，用於提取預設數量的無前景的樣本幀。
樣本處理模塊，用於分別計算樣本幀中的像素的光照不變性特徵，並分別生成樣本幀的光照不變性特徵圖像。
樣本獲取模塊，用於提取各個樣本幀的光照不變性特徵圖像中的相對應的位置處的像素作為樣本，並記錄樣本的位置。
上述關於視頻前景圖像提取裝置的具體限定可以參見上文中關於視頻前景圖像提取方法，在此不再贅述。
以上實施例的各技術特徵可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術特徵所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術特徵的組合不存在矛盾，都應當認為是本說明書記載的範圍。
本領域普通技術人員可以理解實現上述實施例方法中的全部或部分流程，是可以通過電腦程式來指令相關的硬體來完成，所述的程序可存儲於一非易失性計算機可讀取存儲介質中，該程序在執行時，可包括如上述各方法的實施例的流程。其中，所述的存儲介質可為磁碟、光碟、只讀存儲記憶體(read-onlymemory，rom)等。
以上實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對發明專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。因此，本發明專利的保護範圍應以所附權利要求為準。