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融合改进ViBe与自适应阴影消除的目标检测算法
《信息技术与网络安全》2020年第8期
官洪运，井倩倩，王亚青，缪新苗，张抒艺
东华大学 信息科学与技术学院，上海201620
摘要： 动态目标检测是获取视频中信息的关键步骤。ViBe算法广泛运用于视频序列中动态目标检测，但传统ViBe算法存在鬼影和阴影现象，均会对目标检测的准确性产生影响。融合均值背景建模算法对传统ViBe算法做出改进，并在此基础上融合阈值自适应混合色度空间阴影消除算法，提出了一种更有效的动态目标检测算法。实验结果表明，该算法不仅可以准确地提取出运动目标，而且可以有效地消除阴影。
中图分类号： TP391.41
文献标识码： A
DOI： 10.19358/j.issn.2096-5133.2020.08.009
引用格式： 官洪运，井倩倩，王亚青，等. 融合改进ViBe与自适应阴影消除的目标检测算法[J].信息技术与网络安全，2020，39(8)：48-51，56.
Object detection algorithm combining improved ViBe and adaptive shadow elimination
Guan Hongyun，Jing Qianqian，Wang Yaqing，Miao Xinmiao，Zhang Shuyi
School of Information Science and Technology，Donghua University，Shanghai 201620，China
Abstract： Dynamic target detection is a key step in obtaining information in a video. ViBe algorithm is widely used for dynamic target detection in video sequences. Because of the existence of ghosts and shadows in traditional ViBe algorithms, the accuracy of target detection will be affected. In this paper,a more effective dynamic target detection algorithm is proposed. The mean background modeling algorithm is used to improve to the traditional ViBe algorithm.On that basis, a threshold adaptive hybrid chrominance space shadow elimination algorithm is integrated.Experimental results show that the algorithm can not only accurately extract moving targets, but also effectively eliminate shadows.
Key words : dynamic target detection；ViBe algorithm；shadow elimination；adaptive



        随着电子技术与计算机视觉技术的不断发展，视频监控被广泛地运用于各种场所。动态目标检测作为获取视频信息的重要技术，其实时性与准确性变得至关重要。常用的动态目标检测算法有帧差法、背景差分法以及光流法。帧差法由于计算简单，算法运行速度快，光照突变也不会对其造成影响，但是当运动目标在相邻帧位置变化缓慢时，算法提取出的前景目标会出现空洞现象。背景差分法的关键是背景建模及背景更新,其基本思想是利用背景的参数模型来近似真实背景，再用当前图像帧与背景模型进行差分，从而达到检测运动目标的目的。但是由于背景无法做到实时更新且在摄像头运动的情况下算法的检测效果也会受到一定影响。光流法的基本原理是为图像中的每一个像素建立一个运动矢量，当图像中存在运动目标时，运动目标的矢量场会与背景的矢量场存在明显差异，由此来获取图像中的运动目标，但是无法同时保证光流法的时效性与准确性。

         ViBe算法由于思想简单、检测效果好且易于实现，被广泛运用于动态目标检测，但是算法自身也存在着局限性，会产生鬼影、空洞和阴影前景等问题。文献[6]提出一种结合三帧差法的改进ViBe算法，解决了ViBe算法光适应性差的问题；针对传统ViBe算法存在鬼影问题，文献[7]提出了一种V-ViBe算法的改进方案；文献[8]为了解决阴影问题，结合色相和纹理特征对ViBe算法做出了改进。

         针对传统ViBe算法的鬼影和阴影问题，本文提出了一种更加有效的目标检测算法，利用均值背景建模对传统ViBe算法进行改进，消除鬼影现象，并且在此基础上进一步融合了混合HSV色度空间与HSI色度空间的阈值自适应阴影消除算法，消除了前景目标中包含的阴影区域。


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作者信息：

官洪运，井倩倩，王亚青，缪新苗，张抒艺

(东华大学 信息科学与技术学院，上海201620)


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