首页 > 编程知识 正文

高斯混合模型matlab,高斯混合模型的应用

时间:2023-05-06 18:03:18 阅读:235010 作者:1428

混合ggdsp模型的基本原理,以及通过混合ggdsp模型进行背景建模的基本思想 混合ggdsp模型的基本原理

虽然是背景,但是灰度并不是一直保持不变的,灰度是在一个范围内变化的。一个背景像素随着时间变化呈现一定的随机性,但是一段时间内,如果做一个统计的话,其分布在某一个均值,一个方差范围内,绝大多数像素应该落在3σ范围内。图像中每一个像素灰度值随着时间变化的规律符合ggdsp分布。在实际中,我们发现灰度值的变化往往不能用一个ggdsp模型刻画,哪能不能用多个ggdsp模型去刻画呢?这是可以的,任何一种分布函数都可以看作是多个ggdsp分布的线性加权组合。

如何检测当前图像中某像素属于前景?
I(x,y,t)-μ>3σ
*I(x,y,t)*当前帧像素值,若满足条件则为前景,反之为背景,

那么,为什么GMM的各个ggdsp分量的系数之和必须为1呢?

其实答案很简单,我们所谓的GMM的定义本质上是一个概率密度函数。而概率密度函数在其作用域内的积分之和必然为1。GMM整体的概率密度函数是由若干个ggdsp分量的概率密度函数线性叠加而成的,而每一个ggdsp分量的概率密度函数的积分必然也是1,所以,要想GMM整体的概率密度积分为1,就必须对每一个ggdsp分量赋予一个其值不大于1的权重,并且权重之和为1。

像素灰度的概率密度函数:


p是概率,多个ggdsp分量的加权组合
I是亮度/灰度值
w是权值
N代表的是对应的ggdsp分布
下标q代表的是第q个ggdsp分布函数
μ:均值
σ:方差
概率密度函数可以表达为条件概率的形式:

P(wq)表示的是第q个ggdsp分布,对应的权值;
条件概率:表示的是当前的ggdsp分布里,它对应的是多少
理解:当前像素值落在混合ggdsp模型里的概率,然后用全概率公式展开,计算当前像素值在每一个ggdsp分量上的概率然后累加起来
任务:在线计算wq, μq, σq
当三个值计算出来,我们就可以判断当前的像素值是不是落在混合ggdsp模型了里,从而判断当前的像素是背景还是运动的物体。

建模步骤

混合ggdsp背景建模步骤:

模型初始化,将采到的第一帧图像的每个像素的灰度值作为均值,再赋以较大的方差(比如10),初值Q=1,w=1;假如图像为30*30,则需要建立900个混合ggdsp模型模型学习 将当前帧的对应点像素的灰度值与已有的Q个ggdsp模型作比较,若满足|xk-u(q,k) |<2.5σ(q,k),则按下面迭代计算方式调整第q个ggdsp模型的参数和权重;否则转入(3)增加/替换ggdsp分量,若不满足条件,且q<Q,则增加一个新分量;若q=Q,则替换(假设满足q=Q,需要把权值最小的那一个删掉,重新加一个)判断背景

这个公式什么意思呢?比如有5个ggdsp分量,权重分别为0.4, 0.3,0.18 ,0.06, 0.06,排序,T取0.6~0.9之间的数,这里T取0.6,所以权值为0.4和0.3对应的是背景,后面三个是由于噪声或是其他干扰因素造成的。如果说当前像素是落在权值为0.4和0.3ggdsp分布,则为背景

判断前景

注释:Q是ggdsp模型所有分量的个数;w是权值

混合ggdsp模型迭代计算原理

迭代计算:

α和ρ对应的是学习速率
α越大,表示学习当前的东西越快,对以前的东西遗忘的越快,
理解:当下一帧的图像过来,对应的像素值去跟已有的所有ggdsp分量去比较,仅当像素值匹配第q类时二值化函数的值为1,反之为0,所有ggdsp分量的权值同时更新,其他两个参数同理

版权声明:该文观点仅代表作者本人。处理文章:请发送邮件至 三1五14八八95#扣扣.com 举报,一经查实,本站将立刻删除。