基于热红外图像的人体目标检测方法的理论基础及优势

1）差分运动历史图的定义

差分运动历史图的定义如下：

其中，fn（x，y）为单周期序列图像中的第n帧，t为该行为周期的持续时间。

相对于MHI，DMHI在处理复杂行为和非完整目标时更具有优势，能适应热红外成像的弱质性和人体灰度的非匀质性。以IADB数据集中的跑（running）和单脚踢（kicking）两种行为为例，图5.4展示了它们对应的DMHI模板图。

图5.4　跑与单脚踢行为过程及对应DMHI模板图

2）相位一致性的定义

相位一致性（phase congruency，PC）从傅里叶级数出发，利用各频率傅里叶分量的相位相似度作为评判标准提取信号特征。基于PC的信号特征检测无须对信号波形进行假设，只需在傅里叶变换域里简单地按相位一致的顺序寻找特征点即可。对于图像信号，由于各种类型的特征都在频率域表现出最大PC值，因此在频率域计算每个像点的PC值就能确定该点是否为图像特征点，且计算结果具有定位准确和不受图像灰度变化影响的优点。

对于一维信号，PC定义为(www.xing528.com)

其中，An和φn分别为信号的傅里叶分量的振幅和相位，θ为加权均值相角。

面向二维图像信号，Peter Kovesi在研究图像噪声干扰等问题的基础上，提出了基于局部能量函数的相位一致性计算方法，即

其中，

上述定义中，I（x，y）为输入图像；是工作在尺度s（s=1，2，…，p）、方向o（o=1，2，…，q）上的奇对称和偶对称波形滤波器；“*”为卷积操作符；Wo为频率扩散的加权因子；To为方向o上的噪声估计；ε为一个极小的常量，用以避免零作除数导致的异常；表示max（x，0）运算；Δφso为相位方差；为方向o上的均值相角。

由于Log-Gabor小波拥有在亮度跨越大的情形下处理图像，可覆盖大频率范围，而且与人类视觉度量系统一致等优势，在实践中往往引入它进行PC值的计算。