當(dāng)視頻播放畫面超過24 幀/s 時,根據(jù)視覺暫留原理,人眼無法辨別每幅單獨(dú)的靜態(tài)畫面, 看上去是平滑連續(xù)的視覺效果。視頻中的事物通常分為靜止和運(yùn)動兩類,連續(xù)多幀畫面中保持靜止的物體可視為靜止的背景, 連續(xù)多幀畫面中位置變化的物體可視為運(yùn)動的前景。因此, 實(shí)時視頻圖像中的每幀圖像都可以劃分為靜止的背景和運(yùn)動的前景兩類區(qū)域。由于視頻序列圖像中運(yùn)動的前景區(qū)域隨機(jī)變化,引起圖像像素點(diǎn)梯度值的隨機(jī)改變,使得實(shí)時視頻圖像的清晰度檢測較難實(shí)現(xiàn)。因此, 本文的算法是利用實(shí)時視頻圖像中靜止的背景區(qū)域檢測視頻序列圖像的清晰度, 即由背景提取和清晰度檢測兩部分組成。
實(shí)時視頻圖像的背景提取
視頻序列中幀圖像的靜止背景區(qū)域由灰度值變化較小的像素點(diǎn)構(gòu)成, 每個像素點(diǎn)都有一個對應(yīng)的像素值,這個值在一段時間內(nèi)保持不變;運(yùn)動的前景區(qū)域由灰度值變化較大的像素點(diǎn)構(gòu)成,各像素點(diǎn)在不同的幀圖像中的位置改變,形成運(yùn)動軌跡。背景提取的目標(biāo)就是根據(jù)實(shí)時視頻圖像中像素值的上述特點(diǎn), 找出圖像中背景像素點(diǎn)的值。采用多幀圖像累加平均的方法來獲取圖像的背景,從統(tǒng)計(jì)學(xué)角度,運(yùn)動物體可視為隨機(jī)噪聲,而均值可以降噪,采用多幀圖像累加取均值可消除運(yùn)動物體, 獲得靜止的背景圖片。
大部分的攝像系統(tǒng)都是基于RGB 顏色空間,每個像素點(diǎn)在RGB 空間中是一個三維矢量。為了減少計(jì)算量, 使用灰度圖像序列, 即將彩色視頻序列轉(zhuǎn)換成灰度視頻序列,基于灰度視頻圖像完成提取背景及實(shí)時視頻圖像的清晰度檢測。
實(shí)驗(yàn)程序在PC 機(jī)上運(yùn)行,編程軟件是MatlabR2007b, 采用的是24 位RGB 視頻序列,30 幀/s,每幀圖片的分辨率是320×240 。從實(shí)時視頻圖像中提取背景圖像后,分別采用Sobel 算子、平方梯度法和快速檢測法三種算法對圖像的清晰度進(jìn)行檢測。