第5卷第6期 智能系统学报 Vol.5 No.6 2010年12月 CAAI Transactions on Intelligent Systems Dec.2010 doi:10.3969/j.issn.16734785.2010.06.015 YUV颜色空间和图论切割的阴影去除算法 刘清，秦秀丽，文松柏，郭建明 (武汉理工大学自动化学院，湖北武汉430063) 摘要：针对智能视频监控系统中阴影常由于其自身的属性而被错误地检测成前景目标的问题，提出了一种YUV颜 色空间和图切割算法相结合检测阴影的新方法.首先，在获取的前景运动区域中综合考虑UV颜色空间的亮度和色 度信息来检测阴影区域并融合形态学滤波等操作得到确定的阴影和目标种子点，然后进一步通过图切割算法获得 阴影与目标的优化分割，以提高阴影区域的检测精度.实验证明，该方法能有效地检测并去除视频监控场景中运动 物体所携带的阴影. 关键词：前景分割；阴影去除；UV颜色空间；图切割 中图分类号：TP391.41文献标志码：A文章编号：16734785(2010)06055605 The algorithm of shadow-elimination based on YUV color space and graph theory LIU Qing,QIN Xiu-li,WEN Song-bai,GUO Jian-ming (School of Automation,Wuhan University of Technology,Wuhan 430063,China) Abstract:In intelligent video surveillance systems,the moving cast shadows are often mistaken as the object due to its own properties.Consequently,a YUV color space-based theory and a graph-theory-based shadow detection method were proposed to improve the quality of detection.First,the precise seeds of the foreground and shadow were obtained by the YUV color space based on the comprehensive consideration of luminance and chrominance in- formation and morphological filtering.Then the maximum flow minimum cut graph theory algorithm was employed to obtain the optimized segmentation of the shadow and target.Experimental results show that the proposed method can detect and eliminate the cast shadow effectively. Keywords:foreground segmentation;shadow elimination;YUV color space;graph-theory 视频序列图像的分析主要是针对图像序列中人过跟踪车辆运动轨迹来判断消失点，确定用哪类模型 们所感兴趣的部分进行的，也就是前景目标，比如运 对图像平面得到的运动前景进行匹配[21.Collado等 动的人和车辆等，而阴影的存在严重影响了运动目 则定义了车辆的几何模型3]，并利用该模型的能量函 标提取的准确性，所以，为了获取更好的分割结果， 数在图像中搜索匹配的车辆.此类方法虽然在模型建 必须检测并去除阴影.这也使得阴影检测成为近年 立准确的前提下可以取得相对较好的检测效果，但模 来智能视频监控技术中研究的一个热点.目前针对 型建立的复杂度和计算时间与监控场景背景复杂度 阴影检测消除的方法主要可以分为2大类：基于模 有很大的关系，一般只在一些特定的场景中采用该方 型和基于阴影特征的方法， 法进行阴影的检测与去除 基于模型的方法需要根据对象的形状、场景以及 基于特征的方法则是先提取出包含阴影的运动 光照等先验条件建立相应的模型，通过统计分析来判 区域，然后通过颜色、纹理、梯度等特征来检测阴影 别每个像素点是否属于阴影区域.比如，Yoneyama等 区，最终将阴影和目标分开.比如，在颜色方面，Cuc 设计了关于2-D车辆阴影联合模型的6种模式)，通 chiara等采用HSV颜色空间只对运动区域进行阴 影检测与去除3)，由于HSV颜色空间无法准确鉴别 收稿日期：2010-0305. 黑色车辆及其阴影，实验中对于黑色车辆及小型目 基金项目：湖北省自然科学基金资助项目(2009CDB403). 标会发生丢失现象，需要通过合理设置阈值来改善 通信作者：刘清.E-mail:gli2000@163.com. 检测效果.Horprasert等在RGB颜色空间，利用归一