[發明專利]一種融合特征匹配和數據關聯的視頻監控多目標跟蹤方法

有效

• 申請號: 201410419997.4
• 申請日: 2014-08-22
• 公開（公告）號: CN104217428B
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發明（設計）人: 李曉飛;車少帥;劉瀏;吳鵬飛;趙光明
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: G06T7/246
• 分類號: G06T7/246;G06T7/292
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司32200
• 代理人: 田凌濤

1.一種融合特征匹配和數據關聯的視頻監控多目標跟蹤方法，針對固定角度方向監控攝像頭所拍攝的視頻監控，實現多目標跟蹤，其特征在于，依時序針對接收到的每一幀視頻監控畫面按如下步驟進行操作：

步驟A.采用背景建模法針對當前視頻監控畫面幀進行背景建模，通過背景差分法檢測獲得當前視頻監控畫面幀中的目標，并檢測得到各個目標的量測數據，然后進入步驟B；

上述步驟A具體包括如下步驟：

步驟A01.采用背景建模法針對當前視頻監控畫面幀進行背景建模；

步驟A02.根據當前視頻監控畫面幀中的背景建模，通過背景差分法針對當前視頻監控畫面幀進行背景差分，獲得當前視頻監控畫面幀中的前景圖，針對該前景圖，判斷去除其中的陰影，并進行灰度處理和二值化處理；

步驟A03.針對經上一步驟處理后的前景圖進行區域生長操作，即分別針對該前景圖中的各個像素點，將與之相鄰具有相同像素值的像素點與該像素點劃分為同一區域，即獲得該前景圖中的初級目標；

步驟A04.根據預設噪聲濾除要求，針對該前景圖中的各個初級目標進行噪聲濾除，獲得該前景圖中的目標，并檢測得到各個目標的量測數據，即獲得當前視頻監控畫面幀中的目標，以及各個目標的量測數據；

步驟B.針對當前視頻監控畫面幀中的各個目標建立卡爾曼濾波器，預測獲得當前視頻監控畫面幀中各個目標的預測量測數據，判斷當前視頻監控畫面幀是否是第一視頻監控畫面幀，是則針對當前視頻監控畫面幀中各個目標進行初始化，包括提取并保存第一視頻監控畫面幀中各個目標的RGB顏色直方圖特征和Surf特征，作為該各個目標的初始RGB顏色直方圖特征和Surf特征，然后依時序接收下一視頻監控畫面幀返回步驟A；否則進入下一步驟；

步驟C.針對上一視頻監控畫面幀中各個目標的預測量測數據與當前視頻監控畫面幀中各個目標的量測數據進行聯合概率數據關聯，然后進入步驟D，

其中，步驟C具體包括如下步驟：

步驟C1.生成當前視頻監控畫面幀中各個目標的量測數據與上一視頻監控畫面幀中各個目標的預測量測數據之間關系的確認矩陣；

步驟C2.針對確認矩陣進行劃分生成可行事件，并計算獲得各個可行事件的概率；

步驟C3.根據各個可行事件的概率，獲得上一視頻監控畫面幀中各個目標與當前視頻監控畫面幀中各個目標之間的關聯關系；

步驟D.針對上一視頻監控畫面幀中各個目標的預測量測數據與當前視頻監控畫面幀中各個目標的量測數據進行聯合概率數據關聯的結果，進行RGB顏色直方圖特征和Surf特征的匹配檢驗，實現多目標跟蹤，依時序接收下一視頻監控畫面幀返回步驟A；

上述步驟D具體包括如下步驟：

步驟D1.針對上一視頻監控畫面幀中各個目標與當前視頻監控畫面幀中各個目標之間的關聯關系，作如下操作：

如果存在當前視頻監控畫面幀中與上一視頻監控畫面幀中各個目標之間不存在關聯關系的目標，則將該目標作為當前視頻監控畫面幀中的新目標，提取并保存當前視頻監控畫面幀中該目標的RGB顏色直方圖特征和Surf特征，作為該目標的初始RGB顏色直方圖特征和Surf特征；

如果存在上一視頻監控畫面幀中與當前視頻監控畫面幀中各個目標之間不存在關聯關系的目標，則將該目標作為消失目標，獲得上一視頻監控畫面幀中該目標的預測量測數據位于當前視頻監控畫面幀中的RGB顏色直方圖特征和Surf特征；

如果存在上一視頻監控畫面幀中與當前視頻監控畫面幀中存在關聯關系的目標，則將該目標作為關聯目標，獲得當前視頻監控畫面幀中該目標的RGB顏色直方圖特征和Surf特征；步驟D2.若存在消失目標，則將該目標初始RGB顏色直方圖特征和Surf特征分別與上一視頻監控畫面幀中該目標的預測量測數據位于當前視頻監控畫面幀中的RGB顏色直方圖特征和Surf特征進行匹配，分別計算獲得RGB顏色直方圖特征的匹配相似度和Surf特征的匹配相似度，并綜合該兩個特征的匹配相似度獲得綜合匹配相似度，判斷該綜合匹配相似度是否大于預設停止目標匹配相似度閥值，是則認為該目標在當前視頻監控畫面幀中停止，并未消失；否則刪除該目標的所有數據；

若存在關聯目標，則將該目標初始RGB顏色直方圖特征和Surf特征分別與當前視頻監控畫面幀中該目標的RGB顏色直方圖特征和Surf特征進行匹配，分別計算獲得RGB顏色直方圖特征的匹配相似度和Surf特征的匹配相似度，并綜合該兩個特征的匹配相似度獲得綜合匹配相似度，判斷該綜合匹配相似度是否大于預設關聯目標匹配相似度閥值，是則確認實現了對該目標的跟蹤；否則刪除該目標的所有數據；

步驟D3.依時序接收下一視頻監控畫面幀返回步驟A。