專利名稱:基于光流場(chǎng)估計(jì)的自適應(yīng)均值漂移目標(biāo)跟蹤方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種目標(biāo)跟蹤算法,尤其涉及一種基于光流場(chǎng)估計(jì)的自適應(yīng)Mean-Shift目標(biāo)跟蹤方法,屬于圖像處理領(lǐng)域。
背景技術(shù):
目標(biāo)跟蹤方法是圖像處理領(lǐng)域中的重要研究方向之一,在公共安全、智能交通和目標(biāo)定位等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。為此,國(guó)內(nèi)外許多研究人員一直致力于該項(xiàng)目的研究。目標(biāo)跟蹤一般是基于對(duì)圖像序列的處理,從復(fù)雜的背景中識(shí)別出目標(biāo),并對(duì)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律加以預(yù)測(cè),實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的連續(xù)、準(zhǔn)確的跟蹤.
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和圖像算法研究的快速發(fā)展,目標(biāo)跟蹤方法也得到了長(zhǎng)足的進(jìn)步,其中Mean-Shift算法由于其運(yùn)行速度快,效果好得到了廣泛的應(yīng)用。Mean-Shift算法,是通過(guò)一個(gè)迭代的過(guò)程,算出當(dāng)前點(diǎn)的偏移均值,然后將該點(diǎn)移動(dòng)到偏移均值處作為新的起始點(diǎn),往復(fù)循環(huán),直到滿足條件為止。但在目標(biāo)跟蹤中,由于傳統(tǒng)Mean-Shift算法采用均值漂移和固定的窗體大小,因此在目標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度很快或尺度發(fā)生明顯變化時(shí),會(huì)造成目標(biāo)的丟失,同時(shí)也不能處理目標(biāo)全遮擋的情況。目前針對(duì)這一不足,提出的解決方法有卡爾曼濾波、粒子濾波和SSD (Sum of Squared Differences)算法等。但均在自適應(yīng)跟蹤上存在各自的缺點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于Mean-Shift算法的自適應(yīng)目標(biāo)跟蹤方法,以提高目標(biāo)跟蹤的區(qū)域自適應(yīng)性,提升對(duì)目標(biāo)跟蹤的準(zhǔn)確性以及能解決目標(biāo)被靜止物體全遮擋情況下的目標(biāo)跟蹤方法.
本發(fā)明的解決方案是利用光流法的特性測(cè)出運(yùn)動(dòng)方向和速度,對(duì)窗口位置和大小進(jìn)行預(yù)判和調(diào)整,然后二分法自適應(yīng)分別獲得精確的長(zhǎng)寬。再基于色差分析跟蹤方法,解決目標(biāo)被靜止物體遮擋的情況.
本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述解決方案,其方法步驟如下所示
權(quán)利要求
1.一種基于光流場(chǎng)估計(jì)的自適應(yīng)Mean-Shift目標(biāo)跟蹤方法,其特征在于包括以下步驟 1)利用光流法算出目標(biāo)的移動(dòng)速度和方向; 2)對(duì)下一幀目標(biāo)跟蹤提供預(yù)測(cè)位置和目標(biāo)變化趨勢(shì); 3)在新預(yù)測(cè)后而得到的窗口內(nèi)利用二分法自適應(yīng)Mean-Shift算法得到漂移結(jié)果; 利用色差分析處理被靜止物體遮擋情況。
2.根據(jù)權(quán)利I所述的一種基于光流場(chǎng)估計(jì)的自適應(yīng)Mean-Shift目標(biāo)跟蹤方法,其特征在于所述的利用光流法算出目標(biāo)的移動(dòng)速度和方向步驟 I)在目標(biāo)窗口內(nèi)找取若干特征點(diǎn);2) 利用光流約束方程
3.根據(jù)權(quán)利I所述的一種基于光流場(chǎng)估計(jì)的自適應(yīng)Mean-Shift目標(biāo)跟蹤方法,其特征在于所述的對(duì)下一幀目標(biāo)跟蹤提供預(yù)測(cè)位置和目標(biāo)變化趨勢(shì)步驟 1)將獲取的移動(dòng)速度和方向,為下一幀目標(biāo)跟蹤提供預(yù)測(cè)位置;特征點(diǎn)在當(dāng)前幀的位置
4.根據(jù)權(quán)利I所述的一種基于光流場(chǎng)估計(jì)的自適應(yīng)Mean-Shift目標(biāo)跟蹤方法,其特征在于所述的在新預(yù)測(cè)后而得到的窗口內(nèi)利用二分法自適應(yīng)Mean-Shift算法得到漂移結(jié)果步驟 1)建立基于RGB顏色的直方圖分布; 2)假設(shè)物體中心位于~,用允表示當(dāng)前目標(biāo)區(qū)域的色彩直方圖,么(乂)表示預(yù)測(cè)區(qū)域的色彩直方5.根據(jù)權(quán)利I所述的一種基于光流場(chǎng)估計(jì)的自適應(yīng)Mean-Shift目標(biāo)跟蹤方法,其特征在于所述的利用色差分析處理被靜止物體遮擋情況步驟 1)在目標(biāo)丟失處周圍一定區(qū)域內(nèi)建立一個(gè)監(jiān)控區(qū). 2)根據(jù)監(jiān)控區(qū)內(nèi)色差變化,如果色差變化超過(guò)一定閾值的點(diǎn)達(dá)到一定數(shù)量時(shí),取色差變化區(qū)域的中心像素點(diǎn)為目標(biāo)中心. 3)均值漂移,計(jì)算Bhattacharyya系數(shù),如果相似度較高,表明目標(biāo)已再次出現(xiàn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及基于光流場(chǎng)估計(jì)的自適應(yīng)Mean-Shift目標(biāo)跟蹤方法。針對(duì)Mean-Shift算法在目標(biāo)跟蹤中出現(xiàn)由于目標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度過(guò)快或尺度明顯變化以及目標(biāo)遮擋時(shí)導(dǎo)致跟蹤失敗的問(wèn)題,該方法在基于傳統(tǒng)均值漂移矢量法的同時(shí),引入光流法,在目標(biāo)上找尋特征點(diǎn),通過(guò)特征點(diǎn)前后變化的信息,修正跟蹤窗口中心位置和大小,再根據(jù)Bhattacharyya系數(shù)二分法分別自適應(yīng)得到更為精確的窗口長(zhǎng)寬。而針對(duì)目標(biāo)被靜止物體遮擋,通過(guò)色差分析觀測(cè)目標(biāo)被遮擋區(qū)域,利用Bhattacharyya系數(shù)重新捕捉目標(biāo)。
文檔編號(hào)G06T7/20GK102800106SQ201210219578
公開(kāi)日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2012年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月29日
發(fā)明者劉怡光, 曹麗萍, 李劍鋒 申請(qǐng)人:劉怡光