基于最近邻域像素梯度的视频背景快速提取

摘要 针对嵌入式设备对视频背景的实时提取问题，提出一种基于最近邻域像素梯度（N2PG）稳定性的视频背景快速提取方法。首先，以视频中任意帧作为初始背景，并计算此背景图像的N2PG矩阵；然后，以背景帧之后若干帧图像作为背景更新图像，同理计算N2PG矩阵；最后，将背景图像N2PG矩阵与更新图像N2PG矩阵进行差分，并通过实时估计的梯度稳定性阈值快速判断背景模型中各像素点是静态背景像素点还是非背景像素点，进而对其更新或替换，以得到视频当前背景。经计算机仿真测试，与常用的卡尔曼滤波法和混合高斯法相比，基于N2PG的视频背景提取方法得到相同质量背景仅需10~50帧图像，并且平均处理速度分别提高36%和75%；和改进的视觉背景提取（ViBe）算法相比，在所需帧数和所得背景质量相近的情况下，该算法背景更新速度提升一倍。实验结果表明，基于N2PG的视频背景提取算法具有很强的自适应性，并且速度快、内存消耗小，背景提取准确度达到90%以上，可满足真实自然环境下嵌入式视觉设备的应用