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基于热红外图像的人体目标检测方法:背景差分与能量泛函

时间:2023-11-06 理论教育 版权反馈
【摘要】:另令η为非负参数,由此可定义变换将背景差分图像变换到[0,1]范围内。观察图3.10,可见该变换实现了对背景差分图像对比度和灰度极性的调整,同时也凸显了背景差分图像中的噪声。图3.10式的变换效果示例继续令Ω为图像帧fi的定义域,fi-n,…,Di+n为所述各帧与相应背景图像相减并经式变换后的背景差分图像。向式中引入LSFφ和Heaviside函数可得能量泛函通过极小化E(φ),即可检出fi及其邻近帧中的运动目标。

基于热红外图像的人体目标检测方法:背景差分与能量泛函

设f为图像帧,B为背景图像,两者相减为f-B。另令η为非负参数,由此可定义变换

将背景差分图像变换到[0,1]范围内。图3.10展示了其变换效果。观察图3.10(d),可见该变换实现了对背景差分图像对比度和灰度极性的调整,同时也凸显了背景差分图像中的噪声。为了基于图3.10(d)检测出图3.10(a)中的人体区域,必须尽可能地降低图3.10(d)中的这些噪声干扰。考虑到人体目标具有稳定性,可以在连续多帧中稳定地被观察到,而噪声具有很强的随机性,在同一图像位置持续的时间一般很短,据此区别处理图中噪声,分割出更高质量的人体区域。

图3.10 式(3.12)的变换效果示例

继续令Ω为图像帧fi定义域,fi-n,…,fi-1,fi+1,…,fi+n,n∈N为fi的相邻帧。令C为活动轮廓曲线,它将Ω划分为内部区域Ω1和外部区域Ω2。令Di-n,…,Di-1,Di,Di+1,…,Di+n为所述各帧与相应背景图像相减并经式(3.12)变换后的背景差分图像。对Ω1和Ω2内的单个像素分别建模如下:

(www.xing528.com)

容易看出,当fi-n到fi+n的连续帧都没有噪声时,fio达到最小,而当这些帧中至少有一帧存在噪声时,fib达到最小。基于fio和fib,图像帧fi可建模为

其中,λ1和λ2为非负参数;∮Cds为弧长正则项,控制活动轮廓曲线的光滑程度并消除曲线附近的噪声区域。向式(3.14)中引入LSFφ和Heaviside函数可得能量泛函

通过极小化E(φ),即可检出fi及其邻近帧中的运动目标。

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