(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210996363.X (22)申请日 2022.08.19 (71)申请人 哈尔滨工业大 学重庆研究院 地址 401120 重庆市渝北区龙兴镇两江大 道618号 申请人 哈尔滨工业大 学 (72)发明人 苏统华　曲明成　徐培刚　崔建勋　 杜幸柯　 (74)专利代理 机构 哈尔滨奥博专利代理事务所 (普通合伙) 23220 专利代理师 桑林艳 (51)Int.Cl. G06V 20/40(2022.01) G06V 10/44(2022.01) G06T 7/277(2017.01)G06T 7/194(2017.01) G06T 5/30(2006.01) G06T 5/20(2006.01) (54)发明名称 一种高空抛物溯源检测方法 (57)摘要 一种高空抛物溯源检测方法， 它涉及一种溯 源检测方法。 本发明为了解决目前无法自动地发 现视频中的高空抛物并做出相应处理的问题。 本 发明的具体步骤为： 建立追踪器链表； 对视频帧 进行前景分割， 获得二值图像后进行相应的滤波 处理与形态学操作， 对二值图像进行轮廓检测； 在当前帧轮廓被提取后， 对每一个轮廓进行判断 是否在追踪器链表中存在已有目标； 当追踪目标 符合抛物的运动规律时， 增加置信等级； 遍历追 踪器链表， 将目标消失的追踪器去除； 若该追踪 器追踪的目标为抛物， 则启动抛物回溯， 把从目 标出现到目标消失的视频帧上画出抛物位置并 截取下来永久保存在视频文件中； 若有新的视频 帧输入， 则转向步骤二， 否则结束。 本发 明属于视 频信息处 理领域。 权利要求书2页 说明书5页 附图3页 CN 115424169 A 2022.12.02 CN 115424169 A 1.一种高空抛物溯源检测方法， 其特征在于： 所述一种高空抛物溯源检测方法的具体 步骤如下： 步骤一、 建立追踪器链 表， 进行初始化操作； 步骤二、 读入新的视频帧数据； 步骤三、 对视频帧进行前景分割， 获得二值图像后进行相应的滤波处理与 形态学操作， 然后对二 值图像进行轮廓检测； 步骤四、 在当前帧轮廓被提取后， 对每一个轮廓进行判断是否在追踪器链表中存在已 有目标； 步骤五、 当追踪目标符合抛物 的运动规律时， 增加置信等级； 设定阈值， 当置信等级达 到阈值时判断该目标为抛物， 对设定为抛物的目标加入卡尔曼滤波追踪， 进一步提高精度 的同时， 对因抛物目标运动过程中与背景色差过小造成的抛物目标丢失这一现象作出处 理， 利用卡尔曼滤波预测抛物目标在丢失帧时的位置， 记录该位置用于下一次目标轮廓出 现时的判断； 步骤六、 遍历追踪器链表， 将目标消失的追踪器去 除； 若该追踪器追踪的目标为抛物， 则启动抛物回溯， 把从目标出现到目标消失的视频帧上画出抛物位置并截 取下来永久保存 在视频文件中； 同时在画图过程中将抛物运动信息保存在日志中； 步骤七、 若有新的视频帧输入， 则转向步骤二， 否则结束。 2.根据权利要求1所述的一种高空抛物溯源检测方法， 其特征在于： 步骤四中对每一个 轮廓进行判断是否在追踪器链表中存在已有目标， 其判断的依据是该轮廓中心距离追踪器 保留的位置不大于80像素， 若存在则更新追踪器的信息， 若不存在以该轮廓数据为初始点 建立新的追踪器并入 追踪器链 表； 同时为追踪器设置 置信等级。 3.根据权利要求1所述的一种高空抛物溯源检测方法， 其特征在于： 步骤三中当天气为 晴天时采用Codebo ok背景建模方法完成前 景分割； Codebo ok背景建模方法的具体步骤为： 步骤(一)、 利用一张图像初始化， 为每个像素点建立一个码本结构， 一个码本结构有包 含多个码元结构， 码元结构 中存储着像素阈值信息、 学习上下界信息、 更新时间； 把码元看 作是对像素点历史信息的描述； 设定处 理帧数初始化 为0； 步骤(二)、 取一部分视频帧进行训练， 对每个像素点， 匹配该点像素值与它的码本中的 码元像素阈值； 如果没有匹配上， 则新建码元加入 该像素点码本； 如果匹配上则更新码元的 像素阈值信息； 步骤(三)、 清除每 个码本上多余的码元； 步骤(四)、 利用训练好的码本对新输入的图像做背景差分， 输出差分后的二值图像， 处 理帧数加一； 步骤(五)、 若还有待 处理的视频帧， 处理帧数为达到阈值则转步骤(四)， 处理帧数达到 阈值则转 步骤(二)， 若没有 待处理的视频帧则结束。 4.根据权利要求1所述的一种高空抛物溯源检测方法， 其特征在于： 步骤三中当夜 晚光 照条件较差或雨雪天气时使用vibe 前景分割技 术， vibe前景分割技 术的步骤如下： 步骤(一)、 输入第一张图像初始化背景， 为每一个像素点建立数组用来存储背景点像 素值。 背景初始化时用随机的策略从以当前像素点为中心的九宫格内选择像素值作为该像 素点的初始背景值；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115424169 A 2步骤(二)、 前景分割与背景更新， 输入一张图像， 将其与背景像素值数组做匹配， 匹配 成功为背景点， 然后该点有一定的概率更新该点的背景像素值， 也有相同的概率 随机更新 该点一个邻域点的背 景像素值。 匹配不成功则为前景点， 同时， 若一像素点被判断为前景点 超过一定次数则认为是误判将其重新判定为背景点； 步骤(三)、 输出 结果图像； 步骤(四)、 若还有 待处理的视频帧则转 步骤(二)， 否则结束。 5.根据权利要求1所述的一种高空抛物溯源检测方法， 其特征在于： 对视频帧的处理 中， 首先对视频帧进 行全局的高斯滤波处理， 然后使用中值滤波去除噪点， 然后使用膨胀操 作使得图像更为连贯， 最后使用均值滤波清除未 连通区域。 6.根据权利要求1所述的一种高空抛物溯源检测方法， 其特征在于： 步骤三中轮廓检测 的具体步骤如下： 步骤A、 光栅扫描， 从二值图像左上角像素点开始从左至右从上至下进行扫描直到当扫 到外边界开始点； 外边界开始点可以理解为抛物目标的外 围轮廓上 的点； 对应二值图像上 像素值为0的像素点到像素值为 1的像素点中间的边界点； 同时为每一个新 发现的外边界起 始点赋一个标记值； 步骤B、 利用边界追踪算法得到该边界上所有像素点信 息， 把该轮廓并入到轮廓层级结 构中； 该算法维持的轮廓层级 结构包括了从最大的轮廓到最内层轮廓的所有轮廓以及他们 之间的内外关系； 步骤C、 光栅扫描直到扫描到右下角像素点结束流程； 此时所有轮廓信息都可以在轮廓 层级结构中提取 出来。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115424169 A 3