Атмосфера

ViBe — это вычитания фона алгоритм , который был представлен на конференции IEEE ICASSP 2009 и был усовершенствован в более поздних публикациях. Точнее, это программный модуль для извлечения фоновой информации из движущихся изображений. Его разработали Оливер Барнич и Марк Ван Дрогенброк из Монтефиоре Института Льежского университета , Бельгия.

ViBe запатентован: патент охватывает различные аспекты, такие как стохастическая замена, пространственная диффузия и нехронологическая обработка.

ViBe написан на языке программирования C и реализован на процессорах , графических процессорах и FPGA .

Техническое описание

Пиксельная модель и процесс классификации

Многие передовые методы используются для оценки временной функции плотности вероятности (pdf) пикселя x. Подход ViBe отличается, поскольку он ограничивает влияние значения в полихроматическом пространстве локальной окрестностью. На практике ViBe не оценивает PDF-файл, а использует набор ранее наблюдаемых значений выборки в качестве пиксельной модели. Чтобы классифицировать значение pt(x), его сравнивают с ближайшими значениями среди набора выборок.

Обновление модели: пример политики продолжительности жизни значений

ViBe обеспечивает плавное экспоненциальное затухание срока службы выборочных значений, составляющих модели пикселей. Это позволяет ViBe успешно справляться с сопутствующими событиями, используя единую модель разумного размера для каждого пикселя. Это достигается путем случайного выбора образца для замены при обновлении модели пикселя. После выбора образца, подлежащего отбрасыванию, новое значение заменяет отброшенный образец. Модель пикселя, которая будет получена в результате обновления данной модели пикселя с заданной выборкой пикселя, не может быть предсказана, поскольку отбрасываемое значение выбирается случайным образом.

Обновление модели: пространственная согласованность

Чтобы обеспечить пространственную согласованность всей модели изображения и справиться с практическими ситуациями, такими как небольшие движения камеры или медленное изменение фоновых объектов, ViBe использует метод, аналогичный методу, разработанному для процесса обновления, в котором он выбирает случайным образом и обновляет модель пикселей в окрестности текущего пикселя. Обозначая NG(x) и p(x) соответственно пространственную окрестность пикселя x и его значение и предполагая, что было решено обновить набор выборок x путем вставки p(x), то ViBe также будет использовать это значение. p(x) для обновления набора выборок одного из пикселей в окрестности NG(x), выбранного случайным образом. В результате ViBe может получать пространственно согласованные результаты напрямую, без использования каких-либо методов постобработки.

Инициализация модели

Хотя модель может легко восстановиться после любого типа инициализации, например, путем выбора набора случайных значений, удобно получить точную фоновую оценку как можно скорее. В идеале алгоритм сегментации хотел бы иметь возможность сегментировать видеопоследовательности, начиная со второго кадра, причем первый кадр используется для инициализации модели. Поскольку до второго кадра временная информация недоступна, ViBe заполняет модели пикселей значениями, найденными в пространственной окрестности каждого пикселя; точнее, он инициализирует модель фона значениями, взятыми случайным образом в каждой окрестности пикселя первого кадра. Фон Таким образом, оценка действительна, начиная со второго кадра видеопоследовательности.