背景差分法MATLAB实现

合集下载

背景差分法MATLAB实现

背景差分法MATLAB实现

程序1 背景差分法MA TLAB实现function temp3d=60;b='d\6\capfile3.avi';e='.bmp';for i=0:13u=d+1;m=int2str(d);n=int2str(u);s=strcat(b,m,e); %连接字符m=imread(s);m=rgb2gry(m); %灰度值% imshow(m);if(d>=61)s=strcat(b,n,e);n=imread(s);n=rgb2gry(n);q=im2double(m);figure(18);imshow(q);w=in2double(n);figure(19);imshow(w)c=q-w; %进行差分处理figure(20);imshow(c)figure(99);imshow(c);%绘制直方图t=100;%此値可以调节(阈值调整)t=t/255;k=find(abs(c)>=t);c(k)=1;k=find(abs(c)<t);c(k)=0;figure;imshow(c);sc=strel('square',5);%用平坦的5*5结构元素进行了膨胀c=imdilate(c,sc);endd=d+1;end程序2图像处理:f0=imread('capfile3.avi61.bmp');g=rgb2gray(f0);%图像灰度化imshow(g);g2=imnoise(g,'salt & pepper',0.05);%加淑盐噪声figure(3);imshow(g2);g3=medfilt2(g2,[3,3],'symmtric');%以3*3窗口中值滤波figure(4);imshow(g3);g1=im2bw(g);%图像二值化figure(2);imshow(g1);程序3% “高速公路汽车阴影”视屏的阴影去除的方法clc;clear all;close all;% 打开视频文件对话框h1=figure('toolbar','name','Shadow Removal');[FileName.PathName]=uigetfile({'*.avi','avi(*.avi)','*.*','All Files(*.*)'},'Open video sequence');if isequal([FileName,PathName],[0,0])returnelsepic_path=fullfile(PathName,FileName);mov=aviread(pic_path);endn=100; % 读取视频帧数s=1; % 起始为1e=n; % 结束为nfor i=s:emov_gray(i).image=mov(i).cdate; % mov_gray(i).image 为第i帧图像end[ih,iw,id]=size(mov_gray(1).image); % 取得视频帧的大小% 计算1到第n帧的各个像素的均值for i=s:eu=mov_gray(i).image;h=u(:)';t(i,:)=h(:);endtmp=median(t); % 对t数组各列取均值mean=reshape(tmp,ih,iw,id); % 将n帧均值图像恢复成h*w*d的图像矩阵,得到背景figure,imshow(uint8(mean));title('背景图像');fn=18;ok=mean;tmp(1:3)=0;di=20;th=ones(1,1,3)*di; % 预设阈值diff=double(ok)-double(mov_gray(fn).image); % 计算第fn帧图像与背景的差值diff1=abs(diff);for ai=1:ihfor bi=1:iwif abs(diff(ai,bi,1:3))>=th(1,1,:)ok(ai,bi,1:3)=mov_gray(fn).image(ai,bi,1:3);elseok(ai,bi,1:3)=0;diff1(ai,bi,1:3)=0;endendendfigure,imshow(uint8(ok));title('前景图像');impixelinfo;g=rgb2hsv(mean); % 将背景图像由RGB格式转为HSV格式figure,imshow(g);title('背景图像的hsv格式');impixelinfo;figure,imtooi(g);g1=rgb2hsv(ok); % 将前景图像由RGB格式转为HSV格式figure,imshow(g1);title('前景图像的hsv格式');impixelinfo;figure,imtooi(g1);% 阈值分割% 这个地方的阈值选取是手动的,根据经验得到的!for ci=1:ihif(g1(ci,di,3)/g(ci,di,3)>=0.4) &&(g1(ci,di,3)/g(ci,di,3)<=0.5)&& abs(g1(ci,di,2)-g(ci,di,2))<=0.5 && abs(g1(ci,di,1)-g(ci,di,1))<=0.1;h1(ci,di,1:3)=1;elseh1(ci,di,1:3)=0;endendendh=hsv2rgb(h1);figure,imshow(h);title('阴影去除结果');。

差分方程的解法分析及MATLAB实现

差分方程的解法分析及MATLAB实现

差分方程的解法分析及MATLAB实现差分方程是描述离散时序系统行为的数学工具。

在离散时间点上,系统的行为由差分方程给出,这是一个递归方程,其中当前时间点的状态取决于之前的状态和其他外部因素。

解差分方程的方法可以分为两类:直接解法和转化为代数方程的解法。

直接解法通过求解差分方程的递归形式来得到解析或数值解。

转化为代数方程的解法则将差分方程转化为代数方程进行求解。

一、直接解法的步骤如下:1.将差分方程表示为递归形式,即将当前时间点的状态表示为之前时间点的状态和其他外部因素的函数。

2.根据初始条件,确定初始时间点的状态。

3.根据递归形式,计算出后续时间点的状态。

以下是一个简单的差分方程的例子:y(n)=2y(n-1)+1,其中n为时间点。

按照上述步骤求解该差分方程:1.将差分方程表示为递归形式:y(n)=2y(n-1)+12.根据初始条件,假设y(0)=1,确定初始时间点的状态。

3.根据递归形式,计算出后续时间点的状态:y(1)=2y(0)+1=2*1+1=3y(2)=2y(1)+1=2*3+1=7y(3)=2y(2)+1=2*7+1=15...依此类推计算出所有时间点的状态。

二、转化为代数方程的解法的步骤如下:1.假设差分方程的解具有指数形式,即y=r^n,其中r为待定参数。

2.将差分方程代入上述假设中,得到r的方程。

3.解得r的值后,再根据初始条件求解出常数值。

4.得到差分方程的解析解。

以下是一个复杂一些的差分方程的例子:y(n)=2y(n-1)+3y(n-2),其中y(0)=1,y(1)=2按照上述步骤求解该差分方程:1.假设差分方程的解具有指数形式:y=r^n。

2.代入差分方程得到:r^n=2r^(n-1)+3r^(n-2)。

3.整理得到:r^2-2r-3=0。

4.解得r的值为:r1=-1,r2=35.根据初始条件求解出常数值:y(0)=c1+c2=1,y(1)=c1-c2=2、解得c1=1.5,c2=-0.56.得到差分方程的解析解:y(n)=1.5*(-1)^n+-0.5*3^n。

matlab差分法解微分方程

matlab差分法解微分方程

matlab差分法解微分方程在MATLAB中,差分法是一种常用的数值方法,用于解决微分方程。

差分法的基本思想是将微分方程中的导数用离散的差分近似表示,然后通过迭代计算得到方程的数值解。

下面我将从多个角度来解释如何使用差分法在MATLAB中解微分方程。

1. 离散化,首先,我们需要将微分方程离散化,将自变量和因变量分成若干个离散的点。

例如,可以选择一个均匀的网格,将自变量的取值离散化为一系列的点。

这样,微分方程中的导数可以用差分近似来表示。

2. 差分近似,使用差分近似来代替微分方程中的导数。

最常见的差分近似方法是中心差分法。

对于一阶导数,可以使用中心差分公式,f'(x) ≈ (f(x+h) f(x-h)) / (2h),其中h是离散化步长。

对于二阶导数,可以使用中心差分公式,f''(x) ≈ (f(x+h) 2f(x) + f(x-h)) / (h^2)。

根据微分方程的类型和边界条件,选择适当的差分近似方法。

3. 矩阵表示,将差分近似后的微分方程转化为矩阵形式。

通过将微分方程中的各项离散化,可以得到一个线性方程组。

这个方程组可以用矩阵表示,其中未知量是离散化后的因变量。

4. 数值求解,使用MATLAB中的线性代数求解函数,例如backslash运算符(\)或者LU分解等,求解得到线性方程组的数值解。

这个数值解就是微分方程的近似解。

需要注意的是,差分法是一种数值方法,所得到的解是近似解,精确度受离散化步长的影响。

通常情况下,可以通过减小离散化步长来提高数值解的精确度。

此外,对于某些特殊类型的微分方程,可能需要采用更高级的差分方法,如龙格-库塔法(Runge-Kutta method)或有限元方法(Finite Element Method)等。

综上所述,差分法是一种常用的数值方法,可以在MATLAB中用于解决微分方程。

通过离散化、差分近似、矩阵表示和数值求解等步骤,可以得到微分方程的数值解。

matlab差分算法

matlab差分算法

matlab差分算法今天实现了《⼀类求解⽅程全部根的改进差分进化算法》(by 宁桂英,周永权),虽然最后的实现结果并没有⽂中分析的那么好,但是本⽂依然是给了⼀个求解多项式全部实根的基本思路。

思路是对的,利⽤了代数原理。

求解全部根的理论还是很有必要说⼀下的。

就是利⽤了多项式综合除法,在matlab中可以采⽤deconv(A,B)直接实现。

同时为了确定多项式⽅程根的范围,还采⽤了代数⽅程根的分布理论,个⼈觉得这两点是值得借鉴的⼀种⽅法。

% ⾸先定义常量,包括最⼤迭代次数、搜索范围、个体维度、缩放因⼦等。

程序如下function DEclose allclcmaxIteration=1000;%最⼤迭代次数Generation=0;%进化代数,或者当前迭代代数Xmax=30;%搜索上界,可以根据需要改为向量形式Xmin=-30;%搜索下界Dim=30;%个体维数NP=50;%population size,种群规模F=0.5;%scaling factor 缩放因⼦CR=0.3;%crossover rate 交叉概率FunIndex=4;%测试⽅程索引mutationStrategy=1;%变异策略crossStrategy=1;%交叉策略% 步骤1:对应算法中Step 1,即初始化X=(Xmax-Xmin)*rand(NP,Dim)+Xmin;%X:⾏代表个体i,列代表i的维度j% 步骤2:对应算法中Step 2:%step2 mutation,crossover,selectionwhile Generation<maxIteration%求bestXfor i=1:NPfitnessX(i)=testFun(X(i,:),FunIndex);%fitnessX表⽰X的适应值end[fitnessbestX,indexbestX]=min(fitnessX);%fitnessbestX最优适应值bestX=X(indexbestX,:);%bestX表⽰最优值对应的位置%%%step2.1 mutation%mutationStrategy=1:DE/rand/1,%mutationStrategy=2:DE/best/1,%mutationStrategy=3:DE/rand-to-best/1,%mutationStrategy=4:DE/best/2,%mutationStrategy=5:DE/rand/2,%产⽣为每⼀个个体Xi,G 产⽣⼀个变异向量Vi,G。

背景差分法

背景差分法

背景差分法又称背景减法,背景差分法的原理是将当前帧与背景图像进行差分来得到运动目标区域,这种方法较帧差法能更好的识别和提取运动目标,是目前运动分割中最常用的一种方法。

但是需要构建一幅背景图像,这幅背景图像必须不含运动目标,并且应该能不断的更新来适应当前背景的变化,构建背景图像的方法有很多,比较常用的有基于单个高斯模型的背景构建,基于混合高斯模型的背景构建,基于中值滤波器的背景构造,基于卡尔曼滤波器的背景构造,基于核函数密度估计的背景模型构造。

背景差分法法是静止背景下运动目标识别和分割的另一种思路。

如不考虑噪音n(x ,y ,t)的影响,视频帧图像I(x ,y ,t)可以看作是由背景图像b(x ,y ,t)和运动目标m(x ,y ,t)组成:(,,)(,,)(,,)I x y t b x y t m x y t =+ (4-14)由式(4-14)可得运动目标m(x ,y ,t):(,,)(,,)(,,)m x y t I x y t b x y t =- (4-15)而在实际中,由于噪音的影响,式(4-15)不能得到真正的运动目标,而是由运动目标区域和噪音组成的差分图像d(x ,y ,t),即:(,,)(,,)(,,)(,,)d x y t I x y t b x y t n x y t =-+ (4-16)得到运动目标需要依据某一判断原则进一步处理,最常用的方法为阈值分割的方法:(,,)(,,)(,,)0(,,)I x y t d x y t T m x y t d x y t T ≥⎧=⎨<⎩ (4-17) 式中T 为一阈值,图4-1为背景差分法的流程图:图4-1 背景差分法的流程图背景差分法较帧差法更能准确地提取运动目标,帧差法如果不与其他方法进行结合只能提取运动变化区域(包括真正的运动目标、被覆盖和显露的背景)而不能直接提取运动目标。

然而,当我们运用背景减法时还要考虑很多问题:(1)要得到背景图像b(x ,y ,t),最简单的方法就是将第一帧没有运动目标的图像帧作为背景图像。

matlab差分运算

matlab差分运算

matlab差分运算
在 MATLAB 中,差分运算可以使用 diff 函数来实现。

该函数的基本语法为:
B = diff(A)
其中,A 是输入向量或矩阵,可以是实数或复数数据类型。

输出B 是一个向量或矩阵,具有与 A 相同的数据类型。

B 的长度或行数比A 小 1,因为对于向量或矩阵中的每个元素,都计算了其与下一个元素之间的差异。

例如,假设我们有一个向量 A,其中包含以下元素:
A = [1, 3, 5, 7, 10]
如果我们想计算 A 中相邻元素之间的差异,我们可以使用 diff 函数:
B = diff(A)
此时,B 的值为:
B = [2, 2, 2, 3]
可以看到,B 的长度比 A 小 1,因为只有 4 对相邻元素之间的差异被计算了。

此外,B 的第一个元素是 2,因为 3 - 1 = 2(即 A 中的第一个和第二个元素之间的差异),B 的第二个元素也是 2,因为 5 - 3 = 2。

类似地,B 的后两个元素是 2 和 3,因为它们分别是A 中的第三对和第四对相邻元素之间的差异。

matlab目标与背景的分割与提取 -回复

matlab目标与背景的分割与提取 -回复

matlab目标与背景的分割与提取-回复[matlab目标与背景的分割与提取]编写一篇1500-2000字的文章目标与背景的分割与提取在许多图像处理应用中都是一个重要的步骤。

例如,在计算机视觉中,准确地分割图像的目标和背景可以帮助我们识别和跟踪对象。

在这篇文章中,我们将介绍如何使用MATLAB来实现目标与背景的分割与提取。

要实现目标与背景的分割与提取,我们可以使用不同的方法,例如阈值分割、边缘检测和图像分割算法。

在这里,我们将重点介绍阈值分割和边缘检测这两种常用的方法。

首先,我们来看一下阈值分割。

阈值分割是一种基于像素灰度值的方法,它通过设置一个阈值来将图像中的目标和背景分开。

在MATLAB中,我们可以使用imbinarize函数来实现阈值分割。

下面是一段MATLAB代码,展示了如何使用imbinarize函数进行阈值分割:matlabI = imread('image.jpg'); 读取图像grayImage = rgb2gray(I); 转换为灰度图像threshold = graythresh(grayImage); 计算阈值binaryImage = imbinarize(grayImage, threshold); 阈值分割在上面的代码中,我们首先使用imread函数读取图像,然后将图像转换为灰度图像,以便能够通过像素灰度值进行处理。

接下来,我们使用graythresh函数计算图像的阈值。

最后,我们使用imbinarize函数将图像进行阈值分割,得到一个二值图像。

接下来,我们来看一下边缘检测。

边缘检测是一种基于图像中的边缘特征进行目标与背景分割的方法。

在MATLAB中,常用的边缘检测函数有edge和Canny。

下面是一段MATLAB代码,展示了如何使用edge函数进行边缘检测:matlabI = imread('image.jpg'); 读取图像grayImage = rgb2gray(I); 转换为灰度图像cannyImage = edge(grayImage, 'Canny'); Canny边缘检测在上面的代码中,我们首先使用imread函数读取图像,然后将图像转换为灰度图像。

关于背景差分的两段代码(使用的都是时间均值的方法)

关于背景差分的两段代码(使用的都是时间均值的方法)
{
//生成前景
backgroundDiff(pFrame, Imask);
//显示图像
cvShowImage("video",pFrame);
//显示前景
cvShowImage("foreground", Imask);
cvSplit( IhiF, Ihi1, Ihi2, Ihi3, 0 );
}
void setLowThreshold( float scale )
{
cvConvertScale( IdiffF, Iscratch, scale );
cvSub( IavgF, Iscratch, IlowF );
cvReleaseImage( &IlowF );
cvReleaseImage( &Ilow1 );
cvReleaseImage( &Ilow2 );
cvReleaseImage( &Ilow3 );
cvReleaseImage( &Ihi1 );
cvReleaseImage( &Ihi2 );
#include "stdafx.h"
#include <cv.h>
#include <highgui.h>
//全局变量
//一些3通道的图像,如输入图像等。
IplImage *IavgF,*IdiffF, *IprevF, *IhiF, *IlowF;
IplImage *Iscratch,*Iscratch2;
if( !first ){
cvAcc( Iscratch, IavgF );
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

程序1
背景差分法MA TLAB实现
function temp3
d=60;
b='d\6\capfile3.avi';
e='.bmp';
for i=0:13
u=d+1;
m=int2str(d);
n=int2str(u);
s=strcat(b,m,e); %连接字符
m=imread(s);
m=rgb2gry(m); %灰度值
% imshow(m);
if(d>=61)
s=strcat(b,n,e);
n=imread(s);
n=rgb2gry(n);
q=im2double(m);
figure(18);imshow(q);
w=in2double(n);
figure(19);imshow(w)
c=q-w; %进行差分处理
figure(20);imshow(c)
figure(99);imshow(c);%绘制直方图
t=100;%此値可以调节(阈值调整)
t=t/255;
k=find(abs(c)>=t);
c(k)=1;
k=find(abs(c)<t);
c(k)=0;
figure;imshow(c);
sc=strel('square',5);%用平坦的5*5结构元素进行了膨胀c=imdilate(c,sc);
end
d=d+1;
end
程序2
图像处理:
f0=imread('capfile3.avi61.bmp');
g=rgb2gray(f0);%图像灰度化
imshow(g);
g2=imnoise(g,'salt & pepper',0.05);%加淑盐噪声
figure(3);imshow(g2);
g3=medfilt2(g2,[3,3],'symmtric');%以3*3窗口中值滤波
figure(4);imshow(g3);
g1=im2bw(g);%图像二值化
figure(2);imshow(g1);
程序3
% “高速公路汽车阴影”视屏的阴影去除的方法
clc;
clear all;
close all;
% 打开视频文件对话框
h1=figure('toolbar','name','Shadow Removal');
[FileName.PathName]=uigetfile({'*.avi','avi(*.avi)','*.*',
'All Files(*.*)'},'Open video sequence');
if isequal([FileName,PathName],[0,0])
return
else
pic_path=fullfile(PathName,FileName);
mov=aviread(pic_path);
end
n=100; % 读取视频帧数
s=1; % 起始为1
e=n; % 结束为n
for i=s:e
mov_gray(i).image=mov(i).cdate; % mov_gray(i).image 为第i帧图像
end
[ih,iw,id]=size(mov_gray(1).image); % 取得视频帧的大小
% 计算1到第n帧的各个像素的均值
for i=s:e
u=mov_gray(i).image;
h=u(:)';
t(i,:)=h(:);
end
tmp=median(t); % 对t数组各列取均值
mean=reshape(tmp,ih,iw,id); % 将n帧均值图像恢复成h*w*d的图像矩阵,得到背景
figure,imshow(uint8(mean));title('背景图像');
fn=18;
ok=mean;
tmp(1:3)=0;
di=20;
th=ones(1,1,3)*di; % 预设阈值
diff=double(ok)-double(mov_gray(fn).image); % 计算第fn帧图像与背景的差值diff1=abs(diff);
for ai=1:ih
for bi=1:iw
if abs(diff(ai,bi,1:3))>=th(1,1,:)
ok(ai,bi,1:3)=mov_gray(fn).image(ai,bi,1:3);
else
ok(ai,bi,1:3)=0;
diff1(ai,bi,1:3)=0;
end
end
end
figure,imshow(uint8(ok));title('前景图像');
impixelinfo;
g=rgb2hsv(mean); % 将背景图像由RGB格式转为HSV格式
figure,imshow(g);title('背景图像的hsv格式');
impixelinfo;
figure,imtooi(g);
g1=rgb2hsv(ok); % 将前景图像由RGB格式转为HSV格式
figure,imshow(g1);title('前景图像的hsv格式');
impixelinfo;
figure,imtooi(g1);
% 阈值分割
% 这个地方的阈值选取是手动的,根据经验得到的!
for ci=1:ih
if(g1(ci,di,3)/g(ci,di,3)>=0.4) &&(g1(ci,di,3)/g(ci,di,3)<=0.5)
&& abs(g1(ci,di,2)-g(ci,di,2))<=0.5 && abs(g1(ci,di,1)-g(ci,di,1))<=0.1;
h1(ci,di,1:3)=1;
else
h1(ci,di,1:3)=0;
end
end
end
h=hsv2rgb(h1);
figure,imshow(h);title('阴影去除结果');。

相关文档
最新文档