Metode de detecție a mișcării într-o secvență video

1. Enunţul temei de proiect

În prezenta lucrare se vor studia metodele de detecţie a mişcării dintr-o secvenţă video.

2. Prezentare generală

2.1. Introducere

Detecţia mişcării şi urmărirea diferitelor obiecte aflate în mişcare este o operaţie frecvent utilizată în sistemele de securitate şi supraveghere video. Nu există în general o abordare generică, ci algoritmii sau soluţiile găsite sunt de obicei particulare problemei. În principiu, se face comparaţie/diferenţă între cadre succesive şi/sau între cadrul curent şi un cadru referinţă. Una din problemele ce apar este separarea obiectului aflat în mişcare de restul scenei (denumit generic fundal).

O posibilă soluţie ar fi:

- calcului diferenţei între cadre;

- segmentare cu prag;

- filtrarea zgomotelor;

3. Tipuri de detecţie a mişcării

3.2. Calculul diferenţei intre cadre

O metodă simplă de substragere a unui frame din altul va furniza informaţii despre părţile din cadru care s-au schimbat (în general datorită mişcării). Metoda este efectuată pentru fiecare cadru al secvenţei video, substrăgând cadrul precedent din cel actual.

La început cadrul este convertit într-o matrice de valori ale pixelilor. Aceşti pixeli au culoarea Roşu, Verde sau Albastru (RED, GREEN, BLUE). Valoarile pixelilor din cadrul precedent sunt scăzute din valorile actualului cadru, şi se reţine valoarea absolută. Rezultatul este o matrice de valori care reprezintă cât de mult s-a schimbat un pixel între cele două cadre, valoarea cea mai mare reprezentând o schimbare mai mare.

Fig 1. Cadrul precedent Fig2. Cadrul actual

Fig 3. Regiunile albe indică o mişcare mai mare

3.3. Segmentarea cu prag

Pentru multe aplicaţii, datorită diferenţelor semnificative între nivelele de gri ale pixelilor aferenţi obiectului şi respectiv fondului, criteriul de segmentare care poate fi folosit este valoarea nivelului de gri. Metoda care se utilizează în acest caz, foarte rapidă, este denumită segmentare cu prag şi ea implementează o transformare punctuală simpla. Pixelul din punctul de coordonate (i,j) este etichetat ca fiind pixel obiect dacă valoarea sa f(i,j) este mai mare decât un prag. Obţinerea unor bune rezultate cu acesta metodă depinde de modalitatea de alegere a pragului, care poate fi o valoare pentru o imagine data sau o funcţie netedă dependentă de poziţia pixelului curent.

3.4. Filtrarea zgomotelor

Reducerea zgomotului unei imagini se poate realiza prin înlocuirea unui pixel cu media lui si a vecinilor lui pe o regiune variabila si este cu atât mai eficienta cu cât regiunea este mai mare (filtru de mediere), insa astfel imaginea apare mai încetosata. Acesta metoda de a reduce zgomotul unei imagini îmbunatateste calitatea imaginii, însa se repercuteaza asupra rezolutiei imaginii.