[發明專利]基于軌跡約束的航拍視頻目標自動檢測跟蹤方法

有效

• 申請號: 201410421654.1
• 申請日: 2014-08-25
• 公開（公告）號: CN104200492B
• 公開（公告）日: 2017-03-29
• 發明（設計）人: 張艷寧;楊濤;陳挺
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G06T7/20
• 分類號: G06T7/20
• 代理公司: 西北工業大學專利中心61204
• 代理人: 王鮮凱

技術領域

本發明涉及一種在線航拍視頻目標自動檢測跟蹤方法，特別是涉及一種基于軌跡約束的航拍視頻目標自動檢測跟蹤方法。

背景技術

利用運動目標在空間及時間上連貫的運動特性，自動、有效地把運動目標從復雜的航拍視頻圖像中檢測出來并進行魯棒的在線目標跟蹤，具有非常重要的意義?，F有的航拍視頻目標自動檢測跟蹤方法主要有：基于背景差分的航拍視頻目標檢測跟蹤方法和基于運動特性統計的航拍視頻目標檢測跟蹤方法。

文獻“Moving?object?localization?in?thermal?imagery?by?forward-backward?MHI.Computer?Vision?and?Pattern?Recognition?Workshop,133-140,2006.”公開了一種基于前向后向運動歷史圖像的航拍視頻目標檢測及定位跟蹤方法。該方法通過構造前向的運動信息幀差圖像及后向的運動信息幀差圖像獲取不同時間段的運動目標信息，并在兩個圖像的融合基礎上完成自動的航拍視頻運動目標檢測。但是該方法主要是基于圖像的灰度幀差信息進行統計，統計的結果為圖像上的像素級灰度信息變化。當無人機利用視頻傳感器進行高空航拍獲取對地視頻圖像時，會把三維的空間信息轉化到二維的圖像信息，導致圖像深度信息的缺失。利用基于前向后向運動歷史圖像的航拍視頻目標檢測及定位跟蹤方法除了檢測到實際的運動目標對像外，還包含了大量因為景深高度視差造成的靜止對像。無人機對地觀測的數據采用地面作為基平面，因此由景深高度視差造成的視差靜止目標會產生不同于地面的二維圖像運動軌跡。因此，基于前向后向運動歷史圖像的航拍視頻目標檢測及定位跟蹤方法的檢測會因為把靜止目標檢測為運動目標而造成大量的虛警，為后續的定位跟蹤帶來了很大的挑戰。

發明內容

要解決的技術問題

為了避免現有技術的不足之處，本發明提出一種基于軌跡約束的航拍視頻目標自動檢測跟蹤方法。

技術方案

一種基于軌跡約束的航拍視頻目標自動檢測跟蹤方法，首先構造前向圖像及后向圖像，并融合兩個圖像上的運動信息形成當前處理圖像從而自動完成圖像上的運動目標檢測，包括實際的運動目標及由視差造成的靜止目標；其次，利用反向投影矩陣，計算每一個像素在前向圖像上的對應像素獲取每一個像素的運動軌跡；最后，利用相機的極面成像原理計算軌跡約束矩陣，分析出真實運動目標的跟蹤結果并去除因視差造成的靜止目標的影響，其特征在于步驟如下：

步驟1：首先通過角點檢測和非極大值抑制的方法對前向圖像I^F中的第t幀圖像和第t-Δ幀圖像進行特征點提取，Δ≥1，并利用RANSAC方法去除兩幀圖像上的外點；然后利用光流特征計算方法獲取第t幀前向圖像I^F的運動仿射矩陣最后由構造圖像和之間的仿射變化關系：

ItF=P(t,t-Δ)F×It-ΔF---(1)]]>

采用增量計算的方式替代直接計算和的運動仿射矩陣