C. Phương pháp pháp dựa trên sự chênh lệnh tạm thời giữa các khung hình
3.2.2.3.Phát hiện đối tượng chuyển động trong chuỗi hình liên tục
Đến bước này, vị trí của vật thể tại các thời điểm liên tiếp là xác định. Một khi đặc trưng màu chủđạo được xác định trong không gian RGB, màu sắc thu được sẽđược chuyển sang không gian màu HSI, và hàm đối sánh màu được dùng để xác định kích thước các khu vực chuyển động của vật thể. Lý do chính phải dùng không gian màu HSI để nhằm mục đích tăng độổn định của màu sắc trước những thay đổi của ánh sáng và do 3 thành phần màu của không gian màu này tương đối độc lập. Trong không gian HSI ánh sáng thay đổi sẽ ảnh hưởng chủ yếu tới thành phần Intensity (cường độ sáng).
Hàm đối sánh có dạng:
1 nếu |ref_H – cur_H| <th_H & |ref_S – cur_S|<th_S Đối sánh HSI (ref, cur) = & |ref_I – cur_I| <th_I
0 với các trường hợp ngược lại (20) với ref là màu sắc chủ đạo trong HSI tại khung hình thời điểm trước và cur là điểm ảnh trong không gian tìm kiếm tại khung hình thời điểm hiện tại. Không gian tìm kiếm phụ thuộc vào vật thể được đối sánh tại thời điểm trước. th_H, th_S, th_I là các ngưỡng đối sánh.
Trong không gian màu HSI, 3 thành phần (H,S,I) tương đối độc lập vì thế trong công thức 20 các điều kiện so sánh được thực hiện riêng biệt. Nếu cả 3 thành phần đều nhỏ hơn ngưỡng, điểm ảnh thuộc vật thể mục tiêu, ngược lại là hình nền.
Dù hàm đối sánh HSI không phân vùng được vật thể di chuyển một cách hoàn hảo lắm nhưng kết quả của nó vẫn có thể chấp nhận được để xác định vùng vật thể.
Hình 3-6. Biểu đồ luồng của giai đoạn phát hiện đối tượng chuyển động
Ngoài ra, để xác định vị trí vật thể, cần tìm tâm của vùng vật thểđối sánh . Ta sẽ sử dụng hình chữ nhật khoanh vùng vật thể và hình chữ nhật này cần phải bé nhất có thể. Tâm cần tìm có tọa độ:
với left, right, top, bottom là các đỉnh tương ứng của hình chữ nhật này. Khu vực hình chữ nhật này sẽđược mở rộng thành khu vực tìm kiếm cho thời điểm tiếp theo sử dụng công thức tính sau:
search_left = (pre_left – (d(t-1) – d(t-2))), search_top = (pre_top – (d(t-1) – d(t-2))), search_right = (pre_right + (d(t-1) – d(t-2))), search_bottom = (pre_bottom + d(t-1) – d(t-2))),
Với những tham số có tiền tố pre_ chỉ trạng thái của thời điểm trước đó. d(t-1) và
d(t -2) là khoảng cách tại thời điểm (t-1) và (t-2). Giới hạn tìm kiếm được coi là tốc độ chuyển động của vật thể. Tâm của khu vực giới hạn tìm kiếm đuợc coi như vị trí ước lượng cho bộ lọc Kalman thích nghi.
Hình 3-7 mô tả cấu trúc của quá trình nhận dạng chuyển động của vật thể dựa vào phương pháp đối sánh màu sắc trong không gian màu HSI. Trong sơ đồ này, phương pháp đối sánh màu HSI dùng màu chủ đạo DomC của vật thể để đối sánh với các khu vực trên vật thể chuyển động MO(t) tại thời điểm t. Đầu vào “vị trí dự
Phát hiện đối tượng chuyển động Giao diện người dùng Phân vùng đối tượng và trích chọn đặc trưng Đối tượng mục tiêu Khởi đầu Phát hiện
đoán của vật thể” (predicted object position) là kết quả của bước dựđoán của bộ lọc Kalman thích nghi. OR(t) là tỉ lệ che khuất và z(t) là vị trí của vật thể bằng phương pháp đối sánh màu trong HSI. Tỉ lệ che khuất là tỉ số giữa các vùng che khuất (số lượng điểm ảnh -PN) của khung hình thời gian t và t – 1. Tỉ lệ này sẽđược dùng để điều chỉnh các sai số cho thuật toán lọc Kalman thích nghi (trình bày cụ thể trong phần sau)
Tỉ lệ che khuất được xác định theo công thức:
Với PN(t) và PN(t-1) là số lượng điểm ảnh của vật thể chuyển động trong khung thời gian t và t-1 tương ứng. Nếu tỉ lệ này nhận giá trị bằng 1 nghĩa là vật thể bị che khuất hoàn toàn. Ngoài ra để tránh sự thay đổi ánh sáng trong môi trường thực, màu chủđạo sẽđược cập nhật lại 10 frame một lần trừ lúc xảy ra hiện tượng che lấp.
Hình 3-7. Sơđồ khối giai đoạn phát hiện đối tượng Dãy hình ảnh liên tục Đối sánh màu HSI DomC Cập nhật màu trội của đối tượng di chuyển. Phát hiện vị trí của đối tượng và tính toán tỷ lệ che lấp t mod 10 =0 và vật thể không bị che Đ S z(t) OR(t) MO(t) Vị trí dựđoán của đối tượng