Matlab实现---基于平均背景法的视频运动目标检测（有背景更新）

小火子Velsuked

已于 2023-04-20 09:47:40 修改

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文章标签： matlab 图像处理

于 2021-05-29 15:51:31 首次发布

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/qq_42446721/article/details/117386211

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实现目标及说明

MATLAB——编程实现基于平均背景法的视频运动目标检测，并且要不断更新背景。
网上找到的很多关于运动目标检测的，多数是用OpenCV或者Python来解决的，奈何我都不会，我不是这个研究方向的，只能在网上不断摸索找到用Matlab解决这个问题的办法。

代码及说明

这个代码需要完善，检测结果不那么完美，只提供一个参考，完整代码如下

%     基于平均背景法的视频运动目标检测（会更新背景）  %
clc;
clear;

video_det = VideoReader('visiontraffic.avi'); %读取视频
vidHeight = video_det.Height; %视频高度
vidWidth = video_det.Width;   %视频宽度
nFrames = video_det.NumberOfFrames; %视频总帧数
s = read(video_det,[1,250]);        %读取视频帧，不可以用readFrame函数，会冲突                           
%s就是个大小为视频总帧数的4维数据，s(:,:,:,1)存放的第一帧的图
rate = video_det.FrameRate;     %视频帧速
fileName = 'result_';           %每一帧图片名称前缀
N = 30;   %当背景的帧数
%平均背景法均值与标准差
tbg.cdata = 0;
tdg.cdata = 0;
%标准差系数
b = 0.5; 
c = 0.2;
b1 = 1/b;
c1 = 1/c;
%背景更新系数
a = 0.65;
a1 = 1/a;
a2 = 1/(1-a);
for k=1:250 %循环次数为读取的视频帧数
    im11 = s(:,:,:,k);  %读取每一帧
    mov(k).cdata = im2double(rgb2gray(im11));  %转化为灰度图
    if(k<=N) %取前N帧作为背景
        bg(k).cdata = im2double(rgb2gray(im11));
        tbg.cdata = tbg.cdata + bg(k).cdata;
        tdg.cdata = tdg.cdata + bg(k).cdata.^2;
        if(k == N) %平均背景法
            ttbg.cdata = tbg.cdata/N;
            ttdg.cdata = tdg.cdata/N - ttbg.cdata.^2;
        end
    else
%         tttdg.cdata = sqrt(ttdg.cdata);
        reg_im = (mov(k).cdata >= ttbg.cdata - ttdg.cdata/b1)&(mov(k).cdata <= ttbg.cdata + ttdg.cdata/c1); %前景检测策略
        %背景更新
        ttbg.cdata = ttbg.cdata/a2 + mov(k).cdata/a1;
        ttdg.cdata = ttdg.cdata/a2 + ((mov(k).cdata - ttbg.cdata).^2)/a1;
        %显示目标检测框
        SE = ones(5,5);
        %bwmorph对二值图像进行形态学操作，
        %bwmorph(BW,operation,n)应用形态学操作n次
        %'dilate'利用结构ones(3)执行膨胀操作
        %imerode实现图像腐蚀。Imerode(X,SE)，X是待处理的图像，SE是结构元素对象
        i3= bwmorph(reg_im,'dilate',9);
        i3 = imerode(i3, SE);
        noSmall = bwareaopen(i3, 1500); %删除小面积
        [L, nm] = bwlabel(noSmall,8);   %找出8连通域并标记
        imshow(im11);
        % 画矩形框
        for i = 1:nm
            [r,c] = find(L == i);
            left = min(c);
            right = max(c);
            top = min(r);
            buttom = max(r);
            width = right - left + 1;
            height = buttom -top + 1;
            rectangle('Position', [left, top, width, height],'EdgeColor',[1,0,0]);
        end
        frame=getframe(gcf);
        result=frame2im(frame);
        strtem = strcat(fileName,int2str(k),'.','bmp');
        imwrite(result,strtem);
    end   
end
 
% 生成视频
 
dn='C:\Users\Weijian Lu\Desktop\Visual_FPGA\Work8';
picname=fullfile( dn, strcat('*.','bmp'));
picname=dir(picname);
aviname='detect_vedio.avi';
aviobj = VideoWriter(aviname);
open(aviobj);
 
for i=1:length(picname)
    picdata=imread( fullfile(dn, (picname(i,1).name)));
    if ~isempty( aviobj.Height)
        if size(picdata,1) ~= aviobj.Height || size(picdata,2) ~= aviobj.Width
            close(aviobj);
            delete( aviname )
            error('所有图片的尺寸要相同！！');
        end
    end
    writeVideo(aviobj,picdata);
end
close(aviobj);