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一种车内监控检测中应对人员上下车自动更新背景的方法

摘要

本发明提供一种车内监控检测中应对人员上下车自动更新背景的方法,根据车内监控画面人员位置分布特点,计算背景帧差,统计全局帧差特征,对全局画面进行不规则区域划分,统计各分块帧差特征,不规则分块计算方差,结合各个分块区域的帧差和方差特征,判断出人员上下车的情况,并及时更新背景,其中更新背景,即I0=In,其中,In为当前帧图像,I0为背景图像。在所述计算背景帧差,统计全局帧差特征步骤之前,还包括参数初始化,遮挡计数器:n=0。在所述更新背景步骤之后,还包括返回,等待下一帧图像,执行计算背景帧差,统计全局帧差特征的步骤。

著录项

  • 公开/公告号CN113011218A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2021-06-22

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 合肥君正科技有限公司;

    申请/专利号CN201911319011.5

  • 发明设计人 马艳;于康龙;

    申请日2019-12-19

  • 分类号G06K9/00(20060101);

  • 代理机构11498 北京智为时代知识产权代理事务所(普通合伙);

  • 代理人王加岭;杨静

  • 地址 230088 安徽省合肥市高新区望江西路800号合肥高新股份有限公司C-3研发楼9层

  • 入库时间 2023-06-19 11:32:36

说明书

技术领域

本发明涉及智能监控视频处理技术领域,涉及一种车内监控检测中应对人员上下车自动更新背景的方法。

背景技术

随着科技的不断发展,特别是智能技术的发展,以及互联网的广泛应用,特别是近年来,网约车的时兴给大众出行提供了便利,为了保障车内人员的人身安全,在车内加装监控相机,不仅可以威慑不法分子,而且可以有效保存车内现场信息,为犯罪行径提供了有力佐证。车内监控相机一方面需要保存车内现场信息,另一方面需要对自身异常情况(例如遮挡、移动、损坏等)进行报警。目前车内监控相机进行遮挡自动检测的主要基于背景差分法原理:计算监控画面被遮挡时的图像与未遮挡背景图像的帧差,当帧差大于一定阈值时即认为有遮挡。

当乘车人员上下车时,由于前排人员靠近镜头,在画面中所占比例较大,会导致计算的背景帧差大于设定阈值而引起遮挡误报。

发明内容

本发明实际要解决的技术问题在于,当乘车人员上下车时,由于前排后排人员靠近镜头的位置不同,在画面中所占比例差异也较大,特别是前排人员的图像摄取,会导致计算的背景帧差大于设定阈值而引起遮挡误报。

具体地,本发明提供一种车内监控检测中应对人员上下车自动更新背景的方法,根据车内监控画面人员位置分布特点,计算背景帧差,统计全局帧差特征,对全局画面进行不规则区域划分,统计各分块帧差特征,不规则分块计算方差,结合各个分块区域的帧差和方差特征,判断出人员上下车的情况,并及时更新背景,其中更新背景,即I

在所述计算背景帧差,统计全局帧差特征步骤之前,还包括参数初始化,遮挡计数器:n=0。

在所述更新背景步骤之后,还包括返回,等待下一帧图像,执行计算背景帧差,统计全局帧差特征的步骤。

所述的计算背景帧差,统计全局帧差特征,进一步包括:

将当前帧图像与背景图像作帧差,按公式1计算,并对帧差图像作腐蚀处理,按公式2计算,按公式3统计腐蚀后帧差图像中非零像素点的总数,即全局帧差特征;

D(i,j)=abs(I

D

其中,I

所述的不规则区域划分,进一步包括:

A.车内画面为M×N的矩形框,将矩形框不规则划分为3个区域;

B.其中区域1、区域2为a×b(a

C.除去区域1、区域2的画面其他部分为区域3。

所述的统计各分块帧差特征,不规则分块计算方差,进一步包括:

H.根据权利要求5中划分的3个区域分别统计各个区域内帧差图像中非零像素点的总数,即各个分块的帧差特征,计算方法按公式4所示;

其中,k=1,2,3;k表示区域号,T

I.根据权利要求5中划分的3个区域分别统计各个区域内帧差图像的像素点的方差,计算步骤如下所示:

1)按公式5求各个区域像素累计和;

其中,k=1,2,3;k表示区域号,D(i,j)表示帧差图像第i行j列像素值,S

2)按公式6求各个区域像素均值;

其中:A

M

3)按公式7求各个区域像素方差特征;

其中,Var

所述的结合各个分块区域的帧差和方差特征,判断出人员上下车的情况,进一步包括:全局帧差判断;不规则分块帧差判断;以及不规则分块帧差判断。

所述的全局帧差判断,进一步包括:

a.如果全局帧差大于设定阈值1,则判断画面可能有遮挡,遮挡计数器n=n+1,如果n大于设定阈值2,则判断连续多帧画面有可疑遮挡,执行不规则分块帧差判断的步骤进行下一步判断;否则令遮挡计数器n=0,执行返回,等待下一帧图像,执行计算背景帧差,统计全局帧差特征的步骤;

b.如果n大于设定阈值2,则判断连续多帧画面有可疑遮挡,执行不规则分块帧差判断的步骤进行下一步判断;否则执行返回,等待下一帧图像,执行计算背景帧差,统计全局帧差特征的步骤。

所述的不规则分块帧差判断,进一步包括:

如果不规则分块帧差满足设定的条件1,其中条件1为区域1、区域2的分块帧差至少有一个大于设定阈值2且区域3的分块帧差小于设定阈值3,则执行不规则分块方差判断的步骤;否则执行返回,等待下一帧图像,执行计算背景帧差,统计全局帧差特征的步骤。

所述的不规则分块方差判断,进一步包括:

如果不规则分块方差满足设定的条件2,其中条件2为区域1、区域2的分块方差至少有一个大于设定阈值4且区域3的分块方差小于设定阈值5,则执行更新背景,即I

由此,本申请的优势在于:

(1)由于后排人员离镜头远,在画面中的比例较小,所以后排人员上下车不会导致帧差大于设定阈值,然而前排人员靠近镜头,在画面中的比例较大,如果前排有人上车或下车,会使帧差大于阈值而产生遮挡误报。如图1所示,不规则区域划分中,区域1、2分别对应前排座位区域,如果人员上下车,区域1、2内的分块帧差和方差均很大,而区域3的帧差及方差变化较小;如果是故意进行镜头的局部遮挡(遮挡面积>50%),区域3的帧差及方差也会有较大的变化,因此采用3个区域的帧差和方差特征相结合能更好的区分人员上下车和正常的局部遮挡两种情况;

(2)通过遮挡计数器进行连续多帧全局帧差大于设定阈值的判断,过滤一部分短暂遮挡误报,保证系统稳定性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本申请的一部分,并不构成对本发明的限定。

图1是本发明涉及的方法的区域划分示意框图。

图2是本发明涉及的方法的示意框图。

图3是本发明涉及的实施例的流程示意图。

图4是本发明涉及方法的具体实施例的流程框图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的技术内容及优点,现结合附图对本发明进行进一步的详细说明。

如图2所示,本发明涉及一种车内监控检测中应对人员上下车自动更新背景的方法,根据车内监控画面人员位置分布特点,计算背景帧差,统计全局帧差特征,对全局画面进行不规则区域划分,统计各分块帧差特征,不规则分块计算方差,结合各个分块区域的帧差和方差特征,判断出人员上下车的情况,并及时更新背景,其中更新背景,即I

具体地,如图3所示,本发明的方法的步骤可以表示为如下:

本发明的实施步骤:

S1.参数初始化,即遮挡计数器:n=0

S2.计算背景帧差,统计全局帧差特征

将当前帧图像与背景图像作帧差(如公式1所示),并对帧差图像作腐蚀处理(如公式2所示),按公式(3)统计腐蚀后帧差图像中非零像素点的总数,即全局帧差特征;

S3.不规则区域划分

S4.统计各分块帧差特征,不规则分块计算方差;

S5.全局帧差判断

S6.不规则分块帧差判断

如果不规则分块帧差满足设定的条件1,其中条件1为区域1、2的分块帧差至少有一个大于设定阈值2且区域3的分块帧差小于设定阈值3,则执行S7;否则执行S9;

S7.不规则分块方差判断

如果不规则分块方差满足设定的条件2,其中条件2为区域1、2的分块方差至少有一个大于设定阈值4且区域3的分块方差小于设定阈值5,则执行S8;否则执行S9;

S8.更新背景,即I

S9.返回,等待下一帧图像,执行S2。

其中,S3包括:

S3.1车内画面为M×N的矩形框,将矩形框不规则划分为3个区域;具体划分规则如图1所示;

S3.2其中区域1、2为a×b(a

S3.3除去区域1、2的画面其他部分为区域3;

S4包括:

S4.1根据S3中划分的三个区域分别统计各个区域内帧差图像中非零像素点的总数,即各个分块的帧差特征,计算方法如公式(4)所示;

S4.2根据步骤3中划分的三个区域分别统计各个区域内帧差图像的像素点的方差;

S4.2包括:

1)按公式(5)求各个区域像素累计和;

2)按公式(6)求各个区域像素均值;

3)按公式(7)求各个区域像素方差特征;

S5包括:

S5.1如果全局帧差T

S5.2如果n大于设定阈值2,则判断连续多帧画面有可疑遮挡,执行S6进行下一步判断;否则执行S9。

本发明方法涉及的具体实施例的流程如图4所示,其中方法的主要实施步骤如下:

步骤1.参数初始化,具体参数意义及初始化值如下:

遮挡计数器:n=0

步骤2.计算背景帧差,统计全局帧差特征

将当前帧图像与背景图像作帧差(如公式1所示),并对帧差图像作腐蚀处理(如公式2所示),按公式(3)统计腐蚀后帧差图像中非零像素点的总数,即全局帧差特征;

D(i,j)=abs(I

D

其中,I

步骤3.不规则区域划分

3.1车内画面为MxN的矩形框,将矩形框不规则划分为3个区域;具体划分规则如图1所示;

3.2其中区域1、2为axb(a

3.3除去区域1、2的画面其他部分为区域3;

步骤4.统计各分块帧差特征,不规则分块计算方差;

4.1根据步骤3中划分的三个区域分别统计各个区域内帧差图像中非零像素点的总数,即各个分块的帧差特征,计算方法如公式(4)所示;

其中,k=1,2,3;k表示区域号,T

4.2根据步骤3中划分的三个区域分别统计各个区域内帧差图像的像素点的方差,计算步骤如下所示:

1)按公式(5)求各个区域像素累计和;

其中,k=1,2,3;k表示区域号,D(i,j)表示帧差图像第i行j列像素值,S

2)按公式(6)求各个区域像素均值;

其中:A

3)按公式(7)求各个区域像素方差特征;

其中,Var

步骤5.全局帧差判断;

5.1如果全局帧差T

5.2如果n大于设定阈值2,则判断连续多帧画面有可疑遮挡,执行步骤6进行下一步判断;否则执行步骤9;

步骤6.不规则分块帧差判断

如果不规则分块帧差满足设定的条件1,其中条件1为区域1、2的分块帧差至少有一个大于设定阈值2且区域3的分块帧差小于设定阈值3,则执行步骤7;否则执行步骤9;

步骤7.不规则分块方差判断

如果不规则分块方差满足设定的条件2,其中条件2为区域1、2的分块方差至少有一个大于设定阈值4且区域3的分块方差小于设定阈值5,则执行步骤8;否则执行步骤9;

步骤8.更新背景

更新背景,即I

步骤9.返回,等待下一帧图像,执行步骤2。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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