阴影检测论文.doc

1、安徽建筑工业学院 毕业设计（论文）1安徽建筑工业学院毕 业 设 计 (论 文)专 业: 电气工程及其自动化 班 级： 06 城建电气班 学生姓名： 祖 军 学 号： 06290080443 课 题： 基于区域的运动阴影检测算法研究 指导教师： 栾庆磊 2010 年 06 月 05 日安徽建筑工业学院 毕业设计（论文）第 0 页 共 54 页 0摘 要为了使阴影检测结果更加准确和鲁棒,提出了一种基于区域的运动阴影检测方法。该方法从阴影具有的物理特性出发,考虑了区域内所有像素的总体特征。将每帧图像进行合理的分块,并且采用基于梯度的方法对运动区域边缘的小块进行合并。对每个小块根据阴影区域和对应的背景

2、区域之间具有较强的结构相似性和色度近似性的特点进行阴影检测。实验结果表明,阴影检测准确率超过90%,其结果明显比基于颜色不变量的方法有效。该方法能够准确而鲁棒地检测出运动阴影。关键词:模式识别;阴影检测;结构相似性;颜色近似性安徽建筑工业学院 毕业设计（论文）第 1 页 共 54 页 1AbstractA region-based moving shadow detection approach was developed with improved accuracy and robustness.Theanalysis Starts with thephysical properties o

3、f the shadow,and takes into account the features of all the pixels in a region.Every image is Segmented into blocks with the blocks at the edge of moving regions combined based on agradientalgorithm. Shadow detection is performed in every block based on the structure similarity and color Approximati

4、ons between the shadow region and the corresponding Back ground region.The shadow detection accuracy is above 90% And is more efficient than approaches based on invariant color features. Test results show that the approach accurately and Robustly detects moving shadows.Keywords: pattern recognition;

5、 shadow detection; structure similarity;color approximation。安徽建筑工业学院 毕业设计（论文）第 2 页 共 54 页 2目 录第一章：图像处理简介 -4-1.1图像处理的概念 -4-1.2图像处理的任务 -4- 1.3图像处理主要包含的几方面 -4- 第二章： 阴影检测简介及其传统算法 -9- 2.1阴影检测的简介 -9- 2.2 阴影检测算法种类 -10-第三章： 二值形态学的基础知识及其应用 -12-3.1数学形态学的简介 -12-3.2. 阴影区域和对应背景的相似性 -13-3.3阴影检测的应用 -14- 第四章：与采用颜色不

6、变量的方法比较 -16-4.1采用了基于梯度的分块合并算法 -16-4.2仿真及分析 -17-总结 -33-致 谢 -35-参考文献 -36-英文翻译 -38-安徽建筑工业学院 毕业设计（论文）第 3 页 共 54 页 3第 1 章：图像处理简介1.1图像处理的概述图像处理(image processing)，用计算机对图像进行分析，以达到所需结果的技术。又称影像处理。基本内容图像处理一般指数字图像处理。数字图像是指用数字摄像机、扫描仪等设备经过采样和数字化得到的一个大的二维数组，该数组的元素称为像素，其值为一整数，称为灰度值。图像处理技术的主要内容包括图像压缩，增强和复原，匹配、描述和识别

7、3 个部分。1.2图像处理的任务1.2.1 提高图像的视觉质量，以达到赏心悦目的目的例如，去除称之为噪声等图像质量的退化因素；改变图像的亮度、颜色；增强图像中的某些成份、抑制某些成份；对图像进行几何变换等，从而改善图像的质量，以达到各种想要的艺术效果。1.2.2 提取图像中所包含的某些特征或特殊信息，以便于计算机分析如用模式识别，计算机视觉的预处理等等。这些特征包括很多方面，如频域特性、纹理特性、灰度/颜色特性、边界/区域特性、形状/拓扑特性以及关系结构等1.2.3 对图像数据进行变换、编码和压缩，以便于图像的存储和传输。1.3 图像处理主要包含的几方面 常 见 的 处 理 有 图 像 数 字

8、 化 、 图 像 编 码 、 图 像 增 强 、 图 像 复 原 、 图 像 分 割 和图 像 分 析 等 。 图 像 处 理 一 般 指 数 字 图 像 处 理 。 虽 然 某 些 处 理 也 可 以 用 光 学 方 法或 模 拟 技 术 实 现 ,但 它 们 远 不 及 数 字 图 像 处 理 那 样 灵 活 和 方 便 ,因 而 数 字 图 像处 理 成 为 图 像 处 理 的 主 要 方 面 。 安徽建筑工业学院 毕业设计（论文）第 4 页 共 54 页 41.3.1 图像数字化通 过 取 样 和 量 化 过 程 将 一 个 以 自 然 形 式 存 在 的 图 像 变 换 为 适 合

9、计 算 机 处理 的 数 字 形 式 。 图 像 在 计 算 机 内 部 被 表 示 为 一 个 数 字 矩 阵 ， 矩 阵 中 每 一 元 素称 为 像 素 。 图 像 数 字 化 需 要 专 门 的 设 备 ， 常 见 的 有 各 种 电 子 的 和 光 学 的 扫 描 设备 ， 还 有 机 电 扫 描 设 备 和 手 工 操 作 的 数 字 化 仪 。 1.3.2 图像编码对 图 像 信 息 编 码 ， 以 满 足 传 输 和 存 储 的 要 求 。 编 码 能 压 缩 图 像 的 信 息 量 ，但 图 像 质 量 几 乎 不 变 。 为 此 ， 可 以 采 用 模 拟 处 理 技 术

10、,再 通 过 模 -数 转 换 得 到编 码 ， 不 过 多 数 是 采 用 数 字 编 码 技 术 。 编 码 方 法 有 对 图 像 逐 点 进 行 加 工 的 方 法 ，也 有 对 图 像 施 加 某 种 变 换 或 基 于 区 域 、 特 征 进 行 编 码 的 方 法 。 脉 码 调 制 、 微 分脉 码 调 制 、 预 测 码 和 各 种 变 换 都 是 常 用 的 编 码 技 术 。 1.3.3 图像压缩由 数 字 化 得 到 的 一 幅 图 像 的 数 据 量 十 分 巨 大 ， 一 幅 典 型 的 数 字 图 像 通 常 由500500或 10001000个 像 素 组 成

11、。 如 果 是 动 态 图 像 ， 是 其 数 据 量 更 大 。 因 此图 像 压 缩 对 于 图 像 的 存 储 和 传 输 都 十 分 必 要 。 有 两 类 压 缩 算 法 ， 即 不 失真 的 方 法 和 近 似 的 方 法 。 最 常 用 的 不 失 真 压 缩 取 空 间 或 时 间 上 相 邻 像 素 值 的 差 ，再 进 行 编 码 。 游 程 码 就 是 这 类 压 缩 码 的 例 子 。 近 似 压 缩 算 法 大 都 采 用 图 像 交 换的 途 径 ， 例 如 对 图 像 进 行 快 速 傅 里 叶 变 换 或 离 散 的 余 弦 变 换 。 著 名 的 、 已 作

12、为图 像 压 缩 国 际 标 准 的 JPEG 和 MPEG 均 属 于 近 似 压 缩 算 法 。 前 者 用 于 静 态 图像 ， 后 者 用 于 动 态 图 像 。 它 们 已 由 芯 片 实 现 。 安徽建筑工业学院 毕业设计（论文）第 5 页 共 54 页 51.3.4图像增强和复原图 像 增 强 的 目 标 是 改 进 图 片 的 质 量 ， 例 如 增 加 对 比 度 ， 去 掉 模 糊 和 噪 声 ，修 正 几 何 畸 变 等 ； 图 像 复 原 是 在 假 定 已 知 模 糊 或 噪 声 的 模 型 时 ， 试 图 估 计 原 图像 的 一 种 技 术 。 图 像 增 强 按

13、 所 用 方 法 可 分 成 频 率 域 法 和 空 间 域 法 。 前 者把 图 像 看 成 一 种 二 维 信 号 ， 对 其 进 行 基 于 二 维 傅 里 叶 变 换 的 信 号 增 强 。 采 用 低通 滤 波 （ 即 只 让 低 频 信 号 通 过 ） 法 ， 可 去 掉 图 中 的 噪 声 ； 采 用 高 通 滤 波 法 ， 则可 增 强 边 缘 等 高 频 信 号 ， 使 模 糊 的 图 片 变 得 清 晰 。 具 有 代 表 性 的 空 间 域 算 法 有局 部 求 平 均 值 法 和 中 值 滤 波 （ 取 局 部 邻 域 中 的 中 间 像 素 值 ） 法 等 ， 它 们

14、 可 用于 去 除 或 减 弱 噪 声 。 早 期 的 数 字 图 像 复 原 亦 来 自 频 率 域 的 概 念 。 现 代 采取 的 是 一 种 代 数 的 方 法 ， 即 通 过 解 一 个 大 的 方 程 组 来 复 原 理 想 的 图 片 。 以 提 高 图 像 质 量 为 目 的 的 图 像 增 强 和 复 原 对 于 一 些 难 以 得 到 的 图 片 或 者 在 拍 摄条 件 十 分 恶 劣 情 况 下 得 到 的 图 片 都 有 广 泛 的 应 用 。 例 如 从 太 空 中 拍 摄 到 的 地 球或 其 他 星 球 的 照 片 ， 用 电 子 显 微 镜 或 X 光 拍 摄

15、 的 生 物 医 疗 图 片 等 。 使 图 像 清 晰 或 将 其 转 换 为 更 适 合 人 或 机 器 分 析 的 形 式 。 与 图 像 复 原 不 同 ，图 像 增 强 并 不 要 求 忠 实 地 反 映 原 始 图 像 。 相 反 ， 含 有 某 种 失 真 （ 例 如 突 出 轮 廓线 ） 的 图 像 可 能 比 无 失 真 的 原 始 图 像 更 为 清 晰 。 常 用 的 图 像 增 强 方 法 有 ： 灰 度 等 级 直 方 图 处 理 ： 使 加 工 后 的 图 像 在 某 一 灰 度 范 围 内 有 更 好 的 对 比 度 ；干 扰 抑 制 ： 通 过 低 通 滤 波

16、、 多 图 像 平 均 、 施 行 某 类 空 间 域 算 子 等 处 理 ， 抑 制叠 加 在 图 像 上 的 随 机 性 干 扰 ； 边 缘 锐 化 ： 通 过 高 通 滤 波 、 差 分 运 算 或 某 种变 换 ， 使 图 形 的 轮 廓 线 增 强 ； 伪 彩 色 处 理 ： 将 黑 白 图 像 转 换 为 彩 色 图 像 ，从 而 使 人 们 易 于 分 析 和 检 测 图 像 包 含 的 信 息 。 安徽建筑工业学院 毕业设计（论文）第 6 页 共 54 页 6除 去 或 减 少 在 获 得 图 像 过 程 中 因 各 种 原 因 产 生 的 退 化 。 这 类 原 因 可 能

17、是 光学 系 统 的 像 差 或 离 焦 、 摄 像 系 统 与 被 摄 物 之 间 的 相 对 运 动 、 电 子 或 光 学 系 统 的噪 声 和 介 于 摄 像 系 统 与 被 摄 像 物 间 的 大 气 湍 流 等 。 图 像 复 原 常 用 二 种 方 法 。 当不 知 道 图 像 本 身 的 性 质 时 ， 可 以 建 立 退 化 源 的 数 学 模 型 ， 然 后 施 行 复 原 算 法 除去 或 减 少 退 化 源 的 影 响 。 当 有 了 关 于 图 像 本 身 的 先 验 知 识 时 ， 可 以 建 立 原 始 图像 的 模 型 ， 然 后 在 观 测 到 的 退 化 图

18、 像 中 通 过 检 测 原 始 图 像 而 复 原 图 像 。 1.3.5 图像分割 将 图 像 划 分 为 一 些 互 不 重 叠 的 区 域 ， 每 一 区 域 是 像 素 的 一 个 连 续 集 。 通 常采 用 把 像 素 分 入 特 定 区 域 的 区 域 法 和 寻 求 区 域 之 间 边 界 的 境 界 法 。 区 域 法 根 据被 分 割 对 象 与 背 景 的 对 比 度 进 行 阈 值 运 算 ， 将 对 象 从 背 景 中 分 割 出 来 。 有 时 用固 定 的 阈 值 不 能 得 到 满 意 的 分 割 ， 可 根 据 局 部 的 对 比 度 调 整 阈 值 ， 这

19、 称 为 自 适应 阈 值 。 境 界 法 利 用 各 种 边 缘 检 测 技 术 ， 即 根 据 图 像 边 缘 处 具 有 很 大 的 梯 度值 进 行 检 测 。 这 两 种 方 法 都 可 以 利 用 图 像 的 纹 理 特 性 实 现 图 像 分 割 。 1.3.6 图像分析从 图 像 中 抽 取 某 些 有 用 的 度 量 、 数 据 或 信 息 。 目 的 是 得 到 某 种 数 值 结 果 ，而 不 是 产 生 另 一 个 图 像 。 图 像 分 析 的 内 容 和 模 式 识 别 、 人 工 智 能 的 研 究 领 域有 交 叉 ， 但 图 像 分 析 与 典 型 的 模 式

20、 识 别 有 所 区 别 。 图 像 分 析 不 限 于 把 图 像 中 的特 定 区 域 按 固 定 数 目 的 类 别 加 以 分 类 ， 它 主 要 是 提 供 关 于 被 分 析 图 像 的 一 种 描述 。 为 此 ， 既 要 利 用 模 式 识 别 技 术 ， 又 要 利 用 关 于 图 像 内 容 的 知 识 库 ， 即 人 工智 能 中 关 于 知 识 表 达 方 面 的 内 容 。 图 像 分 析 需 要 用 图 像 分 割 方 法 抽 取 出 图 像 的特 征 ， 然 后 对 图 像 进 行 符 号 化 的 描 述 。 这 种 描 述 不 仅 能 对 图 像 中 是 否 存

21、 在 某 一特 定 对 象 作 出 回 答 ， 还 能 对 图 像 内 容 作 出 详 细 描 述 。 图 像 处 理 的 各 个 内 容 是 互安徽建筑工业学院 毕业设计（论文）第 7 页 共 54 页 7相 有 联 系 的 。 一 个 实 用 的 图 像 处 理 系 统 往 往 结 合 应 用 几 种 图 像 处 理 技 术 才 能 得到 所 需 要 的 结 果 。 图 像 数 字 化 是 将 一 个 图 像 变 换 为 适 合 计 算 机 处 理 的 形 式 的 第一 步 。 图 像 编 码 技 术 可 用 以 传 输 和 存 储 图 像 。 图 像 增 强 和 复 原 可 以 是 图

22、像 处 理的 最 后 目 的 ， 也 可 以 是 为 进 一 步 的 处 理 作 准 备 。 通 过 图 像 分 割 得 出 的 图 像 特 征可 以 作 为 最 后 结 果 ， 也 可 以 作 为 下 一 步 图 像 分 析 的 基 础 。 图 像 匹 配 、 描 述 和 识别 对 图 像 进 行 比 较 和 配 准 ， 通 过 分 制 提 取 图 像 的 特 征 及 相 互 关 系 ， 得 到 图 像符 号 化 的 描 述 ， 再 把 它 同 模 型 比 较 ， 以 确 定 其 分 类 。 图 像 匹 配 试 图 建 立 两 张 图片 之 间 的 几 何 对 应 关 系 ， 度 量 其 类

23、 似 或 不 同 的 程 度 。 匹 配 用 于 图 片 之 间 或 图 片与 地 图 之 间 的 配 准 ， 例 如 检 测 不 同 时 间 所 拍 图 片 之 间 景 物 的 变 化 ， 找 出 运 动 物体 的 轨 迹 。 从 图 像 中 抽 取 某 些 有 用 的 度 量 、 数 据 或 信 息 称 为 图 像 分 析 。图 像 分 析 的 基 本 步 骤 是 把 图 像 分 割 成 一 些 互 不 重 叠 的 区 域 ， 每 一 区 域 是 像 素 的一 个 连 续 集 ， 度 量 它 们 的 性 质 和 关 系 ， 最 后 把 得 到 的 图 像 关 系 结 构 和 描 述 景 物

24、分 类 的 模 型 进 行 比 较 ， 以 确 定 其 类 型 。 识 别 或 分 类 的 基 础 是 图 像 的 相 似 度 。 一种 简 单 的 相 似 度 可 用 区 域 特 征 空 间 中 的 距 离 来 定 义 。 另 一 种 基 于 像 素 值 的 相 似度 量 是 图 像 函 数 的 相 关 性 。 最 后 一 种 定 义 在 关 系 结 构 上 的 相 似 度 称 为 结 构 相 似度 。 以 图 片 分 析 和 理 解 为 目 的 的 分 割 、 描 述 和 识 别 将 用 于 各 种 自 动 化 的系 统 ， 如 字 符 和 图 形 识 别 、 用 机 器 人 进 行 产

25、品 的 装 配 和 检 验 、 自 动 军 事 目 标 识别 和 跟 踪 、 指 纹 识 别 、 X 光 照 片 和 血 样 的 自 动 处 理 等 。 在 这 类 应 用 中 ， 往 往 需综 合 应 用 模 式 识 别 和 计 算 机 视 觉 等 技 术 ， 图 像 处 理 更 多 的 是 作 为 前 置 处 理 而出 现 的 。 多 媒 体 应 用 的 掀 起 ， 对 图 像 压 缩 技 术 的 应 用 起 了 很 大 的 推 动 作 用 。图 像 ， 包 括 录 像 带 一 类 动 态 图 像 将 转 为 数 字 图 像 ， 并 和 文 字 、 声 音 、 图 形 一 起存 储 在 计

26、 算 机 内 ， 显 示 在 计 算 机 的 屏 幕 上 。 它 的 应 用 将 扩 展 到 教 育 、 培 训 和 娱安徽建筑工业学院 毕业设计（论文）第 8 页 共 54 页 8乐 等 新 的 领 域 。第二章 阴影检测简介及其传统算法 2.1 阴影检测的简介近年来,随着计算机视觉技术的不断研究,智能监控和智能交通等领域也得到了蓬勃发展。然而,无论在室内还是在室外,阴影常常和物体同时存在。所以,研究阴影检测有着重要的意义。阴影的两个特性决定了阴影检测是一个非常困难的问题 1:一是阴影和物体一样,都显著地区别于背景;二是大多数情况下阴影与其对应的物体是相邻的,而且运动规律一样,在分割时常常被

27、合并为一个整体。2.2阴影检测算法种类 针对阴影检测,人们已经提出了很多算法 2。阴影检测算法可以大体分为两类:基于模型的方法 3,4和基于特征的方法 1,5,6。基于模型的方法是根据阴影的特性建立一个阴影的统计模型,根据此模型来判别每个像素点是否属于阴影区域。基于特征的方法一般直接采用图像的特征,如亮度、颜色以及饱和度等信息进行判断。以往的研究中绝大多数方法是对单个像素点进行分析,没有考虑到相邻像素点在空间结构上的关系;另外,由于外界环境的微小变化以及相机出现的噪声,单个像素点在亮度和色度上容易出现较大的不确定性。文6考虑阴影的区域性质,但其算法非常复杂。 区域的运动阴影方法,采用基于梯度的

28、方法将每帧图像分割成小块,利用了阴影区域和背景区域具有较强的结构相似性和颜色近似性的特点来检测阴影。2.2.1. 阴影模型安徽建筑工业学院 毕业设计（论文）第 9 页 共 54 页 9阴影的形成主要是由于物体全部或者部分地挡住了光源的直接照射5,其中包括两种:在物体自身上面形成的阴影和在背景上面形成的阴影。主要考虑一个点光源和一个分布光源的情况。在室外,两光源分别对应于太阳和天空,在室内对应于电灯和墙壁。可以得知,经过物体反射后的光照强度Iv如下: ansd IkIkIkIv cocos11其中:等式右侧第 1 项表示物体对点光源的漫反射,第 2 项表示物体对点光源的镜面反射,第 3 项是物体

29、对环境光的反射。kd、ks 和 ka 分别是物体对太阳光的漫反射系数、镜面反射系数以及物体对环境光的漫反射系数。I1 和 Ia 分别表示太阳光和环境光的光照强度, 是太阳光线的入射角, 表示观察方向与理想镜面反射时出射光线之间的夹角,n 为一参数。则阴影区域的光照强度为(2)asIkI一般来说,在自然界中满足 。考虑背景ad是平面的情况,假设镜面反射忽略不计,由式(1)和(2)可以得出 (3)vas PIIco1其中 。1,0cos1aIP2.2.2.利用模型的方法和特征的方法进行阴影检测 和以往的方法不同,基于区域的方法考虑每一个小块内像素的总体特征。这安徽建筑工业学院 毕业设计（论文）第

30、10 页 共 54 页 10样就弥补了单个像素受噪声影响而产生较大不确定性的缺点。2.2.3 运动区域检测和分块在一个图像序列中,每个对应的像素都看成是一个随机过程,这里采用Gaussian分布对背景像素进行建模。 表示第m个像素点的R、G、B分量组成的向量,则p(X)=N( ,s)。其中N( ,s)表示以J为均值、s为方差的Gaussian分布。一般mX认为R、G、B分量独立,则 (i为R、G、B),其中 表示i分量的方差。对于ISi22新来的像素,若 ，则认为X属于背景,否则属于运动区域,其中 和iiik iX分别为X和的i分量,k为一常数。然后,采用数学形态学的方法对运动区域内的像素进行

31、处理,得到准确的运动区域。为了利用区域的性质,对当前帧图像,将其分割 成个大小为n n的小HW块。由于在运动区域边缘部分的小块常常不规则,并且面积小于内部的小块,采用基于梯度的方法将其与其他小块合并,这样会使算法更加稳定。计算小块p内的运动区域像素个数S。若S小于某个阈值,则小块p沿着 在x和y方向上其梯度HWS更大的方向与其他相邻小块进行合并。图1为分块与合并的示意图,其中小块1将合并到小块3中,小块2将合并到小块4中,小块3也合并到小块4中,小块5将合并到小块6中。安徽建筑工业学院 毕业设计（论文）第 11 页 共 54 页 11图 1 分块与合并示意图第三章 区域的阴影检测基础知识及其应

32、用3.1 数学形态学的简介科学的角度来说，形态学指的是形状和结构的科学。在图像处理中，形态学是分析图像中内在几何结构的方法。通过使用一定形状和尺寸的结构元素，形态学运算可以把图像中形状和尺寸与结构元素相似的几何特征保留下来，把其余的特征滤除。从应用的角度来说，形态学运算可以用于许多方面，包括图像分割、阴影检测、边缘检测、图像滤波等。 其基本思想为：利用结构元素作为“探针”在图像中不断移动，在此过程中收集图像的信息、分析图像各部分间的相互关系，从而了解图像的结构特征。安徽建筑工业学院 毕业设计（论文）第 12 页 共 54 页 123.2 阴影区域和对应背景的相似性设 和 分别是在参考背景图像和

33、当前图像中对应的小块, 和rRc riV是分别对 和 中像素的颜色分量 M 按行扫描得到的列向量。由于每个小ciVrc块的面积很小,可以认为在每个小块内部光照条件相同,由阴影模型知阴影区域满足下式:中 (4)(/)(, riciiirci VmeanVeanpBGRPV其中mean(V)表示向量V的各个分量的平均值。由阴影的形成特性知阴影区域的像素和对应背景区域的像素色度差别较小,且亮度变小。在区域 和 中任取对rRc应的两个像素r和c,其中 TBGRTBRTBGR rPrPccrG ),(),(,),( 由文3知r和c形成的夹角 是一个很小的值。推导得该不,r等式成立的充分条件为(5)10m

34、inaxbpTiii其中T、a和b均为常数。经过基于区域颜色近似性的阴影检测步骤后,部分物体区域已经被除去。接下来通过结构相似性来一步除去物体区域,检测出真正的阴影。由于摄像机和实际的环境存在很多噪声,在考虑阴影区域和对应的背景区域之间的结构相似性时,用下面的方程代替式(4)。安徽建筑工业学院 毕业设计（论文）第 13 页 共 54 页 13)6(, iiirci eEbPV其中: 是该线性方程表示的直线在纵轴上的截距, ,长度iTE)1,(等于对应小块内的运动区域像素个S, 表示零均值的噪声向量。 为该线性方程所表示直线的斜率 ,理想情况下ieip和 应该是一致的,但是在实际环境中二者有所不

35、同。采用最小二乘方法来ipi求解参数: )()() _1_( ciciririririTririi VVVp )7.(,2 EbPpmeaneanbiircii ircii其中: =mean( )E, =mean( )E。由阴影模型知,对于阴影区域应该ciVciriVri满足Pi是一个小于1的正数,截距 较小,并且残差 也较小,即: 0,1, ibiip -, T); %小于阈值的为背景，大于阈值的为运动点%p=find(Itt); %注意对于不同的图像门限是不同的，highway=35,highwayII=50. DD(p)=1;figure,imshow(DD);se = strel(di

36、sk,3); %闭操作。M=imclose(DD,se);M=imfill(M,hole);figure,imshow(M);结果如下图所示：安徽建筑工业学院 毕业设计（论文）第 23 页 共 54 页 23I=double(I_g);F=zeros(size(I);g1=40;g2=75; %对于highwayg1=40;g2=73; highwayIIg1=25;g2=45; p=find(M=1); %只对背景中车和背景处理，减少计算量。F(p)=1./(1+exp(g1-I(p)-1./(1+exp(g2-I(p);figure,imshow(F); %检测出来的阴影FF=round(

37、F); %用uint8 或round 一样。p=find(FF=1);M(p)=0;安徽建筑工业学院 毕业设计（论文）第 24 页 共 54 页 24figure,imshow(M);结果如下图所示：%使运动目标进行闭合 (进行背景差的时候阈值T=40)%先腐蚀-边缘-膨胀-填充-膨胀三次se90=strel(line,3,90);se0=strel(line,3,0);bwero=imerode(M,se90);%figure,imshow(bwero); medge=edge(bwero,sobel);%figure,imshow(medge);MM=imdilate(medge,se90

38、 se0);%figure,imshow(MM);安徽建筑工业学院 毕业设计（论文）第 25 页 共 54 页 25bwfil=imfill(MM,holes);%figure,imshow(bwfil);mdil1=imdilate(bwfil,se90 se0);%figure,imshow(mdil1);mdil2=imdilate(mdil1,se90 se0);%figure,imshow(mdil2);mdil3=imdilate(mdil2,se90 se0);figure,imshow(mdil3);结果如下图所示：%标记-计算面积-去除小的面积区域-（重新标记）L,num =

39、 bwlabel(mdil3,8);stats = regionprops(L,Area);allArea = stats.Area;idx = find(stats.Area 300); %第30帧的时候700都可以BW2 = ismember(L,idx);安徽建筑工业学院 毕业设计（论文）第 26 页 共 54 页 26figure,imshow(double(BW2);LL,NN = bwlabel(BW2,8); %重新标记figure,imshow(I_g);for i=1:NNx,y=find(LL=i);left=min(y); right=max(y);top=min(x); botton=max(x);hold onrectangle(Position,left top right-left botton-top,LineWidth,2);end结果如下图所示：安徽建筑工业学院 毕业设计（论文）第 27 页 共 54 页 27按照以上程序对图二处理：图二.highwayII可以得到图二.highwayII的边缘提取结果如下图所示：安徽建筑工业学院 毕业设计（论文）第 28 页 共 54 页 28结果1结果2