CN113011217B - 一种车内监控画面晃动状态的判断方法 - Google Patents

一种车内监控画面晃动状态的判断方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种车内监控画面晃动状态的判断方法，包括：计算相邻帧差图；相邻帧差图等分K块，K为正整数；计算分块帧差；晃动状态判断，即统计分块帧差在一定阈值区间内的总个数，如果该统计个数大于设定数值，则认为画面处于晃动状态，否则继续判断全局相邻帧差，如果全局帧差小，则认为画面处于静止状态。所述的计算相邻帧差图的步骤之前，还包括：参数初始化。所述的晃动状态判断的步骤之后，还包括：返回判断结果，等待下一帧，执行计算相邻帧差图的步骤。

Description

一种车内监控画面晃动状态的判断方法
技术领域
本发明涉及智能监控视频处理技术领域，涉及一种车内监控画面晃动状态的判断方法。
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，可以有效保存车内现场信息，为犯罪行径提供了有力佐证。但是，为了逃避车内的监控，有些情况下存在监控画面遮挡的问题，这就需要对监控画面遮挡进行检测。而在现有技术中，特别是在车内监控画面遮挡检测中，画面的稳定直接影响了背景帧差，而且依赖背景帧差的相关阈值也会使不稳定的画面产生错误的输出结果，因此判断画面的稳定性对于检测中阈值的设定以及检测结果的准确性具有重要意义。基于相邻帧差判断视频画面是否晃动是目前比较常用的一种方法。
简单的依靠相邻帧差判断画面晃动，不能很好的区分车内环境下的画面稳定状态。因为车辆无论是在稳定行驶中还是静止停车状态下，车内人员、车窗外的景物等都会导致相邻帧差不能保持稳定的阈值内或阈值外。波动的相邻帧差无法正确判断车辆的晃动状态，且由于车内环境的复杂性，无法完全保证画面绝对静止，因此本专利中的静止、晃动状态都是相对的，静止表示画面内有部分分块相邻帧差变化大且全局相邻帧差较小，晃动则表示大部分分块相邻帧差变化较大。
发明内容
为了解决上述问题，本发明基于分块相邻帧差，提出一种车内监控画面晃动状态的判断方法，所述方法包括：计算相邻帧差图；相邻帧差图等分K块，K为正整数；计算分块帧差；晃动状态判断，即统计分块帧差在一定阈值区间内的总个数，如果该统计个数大于设定数值，则认为画面处于晃动状态，否则继续判断全局相邻帧差，如果全局帧差小，则认为画面处于静止状态。
所述的计算相邻帧差图的步骤之前，还包括：参数初始化。
所述的晃动状态判断的步骤之后，还包括：返回判断结果，等待下一帧，执行计算相邻帧差图的步骤。
所述的计算相邻帧差图，进一步包括：
将当前帧图像与前一帧图像作帧差，按公式1计算，并对帧差图像作腐蚀处理，按公式2计算，其结果即相邻帧差图；
公式1：D(i,j)＝abs(In(i,j)-In-1(i,j))
公式2：De＝erode(D)
其中，In为当前帧图像，In-1为历史前一帧图像，De为相邻帧差图。
所述的相邻帧差图等分K块的步骤，进一步包括：将公式2：De＝erode(D)中的结果，即腐蚀后的帧差图，等分成M×N＝K块，其中高、宽分别被等分成M、N块，De为相邻帧差图。
所述的计算分块帧差的步骤，进一步包括：
根据相邻帧差图等分K块的步骤中划分的K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；
公式4：其中，k＝1,2…K；k表示区域号，Tk表示区域k的分块帧差特征。
所述的晃动状态判断的步骤，进一步包括：
A，统计满足帧差条件的分块个数cn
1)初始化计数器i＝0，cn＝0；
2)如果i<K，则执行步骤C；否则执行步骤D；
3)如果分块帧差Dk(i)小于阈值1且Dk(i)大于阈值2，其中阈值1大于阈值2，则cn＝cn+1；
4)令i＝i+1，返回步骤B；
B，如果cn大于阈值3，判断当前画面处于晃动状态；否则执行步骤C；
C，计算全局相邻帧差
按照公式3：计算全局相邻帧差；
其中Tg为全局相邻帧差，De(i,j)表示相邻帧差图第i行j列像素值，H、W分别相邻帧差图的高、宽，sgn为符号函数；
D，如果全局相邻帧差Tg小于阈值4，则判断当前画面处于静止状态，否则返回原状态。
由此，本申请的优势在于：
将相邻帧差图分块得到各个分块帧差图，计算分块帧差，然后通过相关的阈值设定实现分块的筛选，只有符合阈值限制的分块数量满足条件，才判断为晃动。不满足条件的情况下，需要进一步结合全局帧差判断静止状态。这种分块帧差统计法，可以在车内人员、车窗景物变换等情况下，通过过滤分块的方法，排除画面内物体运动产生的干扰。
根据车内环境，采用分块与全局相邻帧差相结合的方式判定晃动、静止状态，有效排除因车内人员运动或车窗外景物变换导致的晃动、静止区分不清。
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示意框图。
图2是本发明方法涉及的实施例的流程示意图。
图3是本发明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1所示，本发明涉及一种车内监控画面晃动状态的判断方法，所述方法包括：计算相邻帧差图；相邻帧差图等分块，K为正整数；计算分块帧差；晃动状态判断，即统计分块帧差在一定阈值区间内的总个数，如果该统计个数大于设定数值，则认为画面处于晃动状态，否则继续判断全局相邻帧差，如果全局帧差小，则认为画面处于静止状态。
具体地，如图2所示，本发明的方法的步骤可以表示为如下：
本方法的主要实施步骤：
S1.参数初始化，相关阈值初始化，其中阈值1、阈值2、阈值3、阈值4的初始化值分别为0.8,0.2,10，0.3；
S2.计算相邻帧差图
将当前帧图像与前一帧图像作帧差(如公式1所示)，并对帧差图像作腐蚀处理(如公式2所示)，其结果即相邻帧差图；
S3.相邻帧差图等分K块
将公式2中的结果(即腐蚀后的帧差图)等分成M×N＝K块，其中高、宽分别被等分成M、N块；
S4.计算分块帧差
根据步骤3中划分的K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；
S5.晃动状态判断
S6.返回判断结果，等待下一帧，执行步骤2。
本发明方法涉及的具体实施例的流程如图3所示，其中方法的主要实施步骤如下：
步骤1.参数初始化，相关阈值初始化，其中阈值1、阈值2、阈值3、阈值4的初始化值分别为0.8,0.2,10，0.3；
步骤2.计算相邻帧差图
将当前帧图像与前一帧图像作帧差(如公式1所示)，并对帧差图像作腐蚀处理(如公式2所示)，其结果即相邻帧差图；
D(i，j)＝abs(In(i，j)-In-1(i，j)) 公式(1)
De＝erode(D) 公式(2)
其中，In为当前帧图像，In-1为历史前一帧图像，De为相邻帧差图。
步骤3.相邻帧差图等分K块
将公式(2)中的结果(即腐蚀后的帧差图)等分成M×N＝K块，其中高、宽分别被等分成M、N块；
步骤4.计算分块帧差
根据步骤3中划分的K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…K；k表示区域号，Tk表示区域k的分块帧差特征；
步骤5.晃动状态判断
5.1统计满足帧差条件的分块个数cn
1)初始化计数器i＝0，cn＝0；
2)如果i<K，则执行步骤5.3；否则执行步骤5.4；
3)如果分块帧差Dk(i)小于阈值1且Dk(i)大于阈值2(其中阈值1大于阈值2)，则cn＝cn+1；
4)令i＝i+1，返回步骤5.2；
5.2如果cn大于阈值3，判断当前画面处于晃动状态；否则执行步骤5.3；
5.3计算全局相邻帧差
按照公式(3)，计算全局相邻帧差；
其中Tg为全局相邻帧差，De(i，j)表示相邻帧差图第i行j列像素值，H、W分别相邻帧差图的高、宽，sgn为符号函数；
5.4如果全局相邻帧差Tg小于阈值4，则判断当前画面处于静止状态，否则返回原状态；
步骤6.返回判断结果，等待下一帧，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。

Claims (1)

1.一种车内监控画面晃动状态的判断方法，其特征在于，
包括以下步骤：
步骤1.计算相邻帧差图：
将当前帧图像与前一帧图像作帧差，如公式(1)所示，并对帧差图像作腐蚀处理，如公式(2)所示，其结果即相邻帧差图；
D(i,j)＝abs(In(i,j)-In-1(i,j)) 公式(1)；
De(i,j)＝erode(D(i,j)) 公式(2)；
其中，In为当前帧图像，In-1为历史前一帧图像，De为相邻帧差图;
步骤2.相邻帧差图等分K块：
将公式(2)中的结果，即相邻帧差图，等分成M×N＝K块,其中高、宽分别被等分成M、N块；
步骤3.计算分块帧差：
根据步骤2中划分的K块分别统计各块内帧差图像中非零像素点的总数，即各块的分块帧差，计算方法如公式(4) 所示:
公式(4)；
其中，k＝1，2，…，K；k表示块号，Tk表示第k块的分块帧差；
步骤4.晃动状态判断；统计分块帧差在一定阈值区间内的总个数，如果总个数大于设定数值，则认为画面处于晃动状态，否则继续判断全局相邻帧差，如果全局帧差小，则认为画面处于静止状态；
具体包括：
步骤4.1.统计满足帧差条件的分块个数cn，包括:
步骤4.1.1.初始化计数器m＝0，cn＝0；
步骤4.1.2.如果m<K，则执行步骤4.1.3；否则执行步骤4.2；
步骤4.1.3.如果分块帧差Tm+1小于第一阈值且大于第二阈值，其中第一阈值大于第二阈值，则cn＝cn+1；
步骤4.1.4.令m＝m+1，返回步骤4.1.2；
步骤4.2.如果cn大于第三阈值，则判断当前画面处于晃动状态；否则执行步骤4.3；
步骤4.3.按照公式(3)计算全局相邻帧差；
公式(3)；
其中Tg为全局相邻帧差，De(i,j)表示相邻帧差图第i行j列像素值，H、W分别为相邻帧差图的高、宽，sgn为符号函数；
步骤4.4.如果全局相邻帧差Tg小于第四阈值，则判断当前画面处于静止状态，否则为原状态；
步骤5.返回判断结果，等待下一帧，重复执行步骤1至步骤5。
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