Detection and tracking process of moving objects in a sequence of digital images with moving background

Abstract

Abstract Translated from German Ein Verfahren zur Detektion und Verfolgung bewegter Objekte in digitaler Bildfolge mit unbewegtem Hintergrund durch Vergleich der Bildfolge mit einer berechneten Hintergrundbildfolge, bei dem eine Folge von binären Objektmasken berechnet wird, deren Segmente die Formen und Lagen der bewegten Objekte wiedergeben, wobei durch Matching dieser Segmente die Bewegungsvektoren der bewegten Objekte ermittelt werden. Außerdem wird eine Folge von Hintergrundbildern durch räumlich selektive und zeitliche rekursive Mittelung der Eingangsbildfolge berechnet, in der bewegten Objekte nicht enthalten sind, jedoch andere Veränderungen des Hintergrundes, die nicht durch bewegte Objekte verursacht sind, enthalten sind. Desweiteren wird eine Folge von binären Objektmasken durch Binarisierung der Differenzbildfolge aus der Eingangsbildfolge und der Hintergrundbildfolge mit Hilfe einer Schwelle berechnet, deren Wert zur Steuerung der räumlichen Selektivität bei der Berechnung der Hintergrundbildfolge verwendet wird und deren Segmente zusammen mit ihren Größen und Schwerpunktlagen bestimmt werden. Schließlich werden Bewegungsvektoren der detektierten Objekte durch Minimierung der über die Schnittmenge der verschobenen Maskensegmente gemittelten, quadrierten Grauwertdifferenzen bestimmt, wobei die Differenzen der Schwerpunktvektoren korrespondierender Segmente als Startvektoren bei der Minimierung herangezogen werden. A method for the detection and tracking of moving objects in a digital image sequence with a non-moving background by comparing the image sequence with a calculated background image sequence, in which a sequence of binary object masks is calculated, the segments of which reflect the shapes and positions of the moving objects, by matching these segments the Motion vectors of the moving objects can be determined. In addition, a sequence of background images is calculated by spatially selective and temporal recursive averaging of the input image sequence, in which moving objects are not included, but other changes in the background which are not caused by moving objects are included. Furthermore, a sequence of binary object masks is calculated by binarizing the difference image sequence from the input image sequence and the background image sequence using a threshold, the value of which is used to control the spatial selectivity in the calculation of the background image sequence and whose segments are determined together with their sizes and center of gravity. Finally, motion vectors of the detected objects are determined by minimizing the squared gray value differences averaged over the intersection of the shifted mask segments, the differences of the center of gravity vectors of corresponding segments being used as start vectors for the minimization.

Inventors

• 👤 Klaus-Peter Dr. Karmann
• 👤 Achim Dr. Von Brandt

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