[發(fā)明專利]對象跟蹤方法和裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310373327.9
• 申請日: 2013-08-23
• 公開（公告）號: CN104424634B
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發(fā)明（設計）人: 梁玲燕
• 申請（專利權）人: 株式會社理光
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/292
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 張麗新

技術領域

本發(fā)明涉及圖像處理，更具體地涉及計算機視覺技術中的對象跟蹤方法和裝置。

背景技術

目前，人機交互控制系統(tǒng)受到了人們廣泛的關心，因為它的操作模式對于用戶來說，非常容易且便利。特別是手勢控制系統(tǒng)對用戶來說，尤其方便。一個有效的手勢識別系統(tǒng)將能提供自然且有效的交互方式。而在手勢識別系統(tǒng)中，非常重要且關鍵的一部分就是手的跟蹤。

為了方便用戶操作，手跟蹤系統(tǒng)不應該要求用戶穿戴任何特殊的設備，如特殊手套，彩色標志物等。同時，手是非剛性物體，具有運動快、易變形、自遮擋等特點，因此手跟蹤技術是一項非常具有挑戰(zhàn)性的工作。。

美國專利公開US20100310127A1中公開了一種物體跟蹤方法。在該專利中，采用兩種不同的模板進行跟蹤：初始模板和動態(tài)模板。跟蹤結果由初始模板跟蹤結果和動態(tài)模板跟蹤結果中的一個或兩個決定。同時決策標記單元用來判斷是否需要對動態(tài)模板進行更新。動態(tài)模板通過初始模板和當前目標圖像進行更新。在該專利中，初始模板從不更新，而動態(tài)模板根據(jù)初始模板和目標圖像進行更新。因此，當跟蹤環(huán)境變化太快時，初始模板可能不再適用于當前環(huán)境，因此該跟蹤方法不太魯棒。

2008年2月發(fā)表于Image Processing,IEEE Transactions on(Volume:17,Issue:2)的、作者為Junqiu Wang等的標題為“Integrating Color and Shape-Texture Features for Adaptive Real-Time Object Tracking”的文章中提出了一種基于在線特征選擇的新目標模板更新方法。該跟蹤方法通過聯(lián)合直方圖將最好的兩種特征組合到一起。在該文章中，每8到12幀進行一次特征選擇。通過計算當前模板和初始模板之間的相似度，對目標模板進行更新。該文章提出了一種二選一的更新方法，通過考慮初始模板，先前模板和當前候選圖像之間的關系。在該文章中，初始模板是一種固定模板，由跟蹤啟動前人工標定或者檢測得到的對象形成，在整個過程中都不被更新。

發(fā)明內(nèi)容

現(xiàn)有技術中，許多研究者認為在整個跟蹤過程中，初始跟蹤模板是可信且不被污染的，因此初始跟蹤模板一般在整個跟蹤過程中都進行使用且保持不變。但是，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，當跟蹤環(huán)境改變較多時，初始跟蹤模板可能變?yōu)樵肼暎瑥亩档拖到y(tǒng)的魯棒性。

另一方面，為了增強跟蹤方法的魯棒性，跟蹤模板更新非常必要。目前有兩類常用的模板更新方法。第一類為通過當前跟蹤結果圖像進行模板更新，該方法具有較強的環(huán)境適應性，但容易引入噪聲，導致跟蹤漂移。第二類方法則根據(jù)當前候選圖像和先前模板進行模板更新，該方法在更新過程中，由于目標和背景不完整分類，將緩慢引入噪聲，從而導致模板漂移。

因此，希望提供一種既保證穩(wěn)定性也能保證自適應性的對象跟蹤方法。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種對象跟蹤方法，包括：順序輸入圖像；利用第一跟蹤模板確定對象在輸入圖像中的第一位置，以及利用第二跟蹤模板確定對象在輸入圖像中的第二位置，其中第一跟蹤模板基于第一特征集合形成，第二跟蹤模板基于第二特征集合形成，第一特征集合不同于第二特征集合，第一特征集合和第二特征集合的每個包括一個或多個特征；以及基于該第一位置和第二位置，確定對象在輸入圖像中的最終位置，其中，每預定幀數(shù)進行第一跟蹤模板更新，以及根據(jù)預設規(guī)則對第二跟蹤模板進行更新，第二跟蹤模板與第一跟蹤模板獨立進行更新，且第二跟蹤模板的更新頻率低于第一跟蹤模板。

一種對象跟蹤裝置，包括：圖像輸入部件，用于順序輸入圖像；第一跟蹤模板位置確定部件，利用第一跟蹤模板確定對象在輸入圖像中的第一位置，其中第一跟蹤模板基于第一特征集合形成；第二跟蹤模板位置確定部件，利用第二跟蹤模板確定對象在輸入圖像中的第二位置，第二跟蹤模板基于第二特征集合形成，第一特征集合不同于第二特征集合，第一特征集合和第二特征集合的每個包括一個或多個特征；對象最終位置確定部件，基于該第一位置和第二位置，確定對象在輸入圖像中的最終位置；以及第一跟蹤模板更新部件和第二跟蹤模板更新部件，其中，第一跟蹤模板更新部件每預定幀數(shù)更新第一跟蹤模板，以及第二跟蹤模板更新部件根據(jù)預設規(guī)則對第二跟蹤模板進行更新，第二跟蹤模板與第一跟蹤模板獨立進行更新，且第二跟蹤模板的更新頻率低于第一跟蹤模板。