[發(fā)明專利]一種視頻內容多目標跟蹤方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410458136.7
• 申請日: 2014-09-10
• 公開（公告）號: CN104156987B
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設計）人: 曲建明
• 申請（專利權）人: 成都金盤電子科大多媒體技術有限公司
• 主分類號: G06T7/292
• 分類號: G06T7/292
• 代理公司: 成都金英專利代理事務所(普通合伙)51218
• 代理人: 袁英

1.一種視頻內容多目標跟蹤方法，其特征在于：它包括如下步驟：

S1：視頻圖像采集，根據圖像分辨率，設定采樣頻率和采樣時間，從視頻中采集運動圖像；

S2：目標的分割與識別，其包括以下子步驟：

S201：目標分割，將目標與圖像背景進行分離；

S202：去雜，初始分割結果中可含有雜質，需要予以去除；

S3：運動軌跡跟蹤，利用視頻圖像相鄰幀之間的微小差異，在參考幀中尋找各目標的匹配點，通過建立的代價函數(shù)判斷兩點的相關性，找出目標的最佳匹配點，并將目標在各幀中的對應匹配點的質心相連，得到目標運動的路徑曲線或軌跡；

S301：假設可用于計算的參考幀數(shù)量為N幀，設定當前幀幀號為i，為找出當前幀中所有目標點在參考幀中的最佳匹配的目標點，將第i-N到第i幀的參數(shù)表讀入計算機中；

S302：選取當前幀i中的一個目標m；

S303：選取未計算過的且最近的一個參考幀K；

S304：從參考幀中選取未計算過的目標n，預測目標n運動到第i幀時的位置范圍：

如果目標n為第一幀或剛出現(xiàn)的目標，此時目標n沒有參考幀，預測其可能出現(xiàn)的位置坐標為：

(C_x,C_y)＝(x_n,y_n)(0-1)

如果目標n有參考幀，預測其可能位置為：

$\left\{\begin{array}{c}{C}_x=x_f+v_x\×df\\ C_y=y_f+v_y\×df\end{array}\right.---(0-2)$

其中

$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{vx}}_n=\frac{|x_n-x_n^{\′}|}{df}\\ {\mathrm{vy}}_n=\frac{|y_n-y_n^{\′}|}{df}\end{array}\right.---(0-3)$

其中(C_x,C_y)為目標預測點位置，(x_n,y_n)為目標n質心坐標，df為目標n與其參考幀之間的幀差，(x'_n,y'_n)為目標n在其參考幀中最佳匹配目標的質心坐標，vx_n為目標n在x方向運動速度，vy_n為目標n在y方向運動速度；

預測搜索區(qū)域如式(0-4)所示：

th＝maxMov+avgMov×(i-k) (0-4)

其中，maxMov為所有已計算幀中運動目標的最大速度，avgMov為所有已計算幀中運動目標平均速度，i為當前幀幀號，k為參考幀幀號；

計算預測坐標與實際坐標之間的距離是否落在搜索區(qū)域內：

$\left\{\begin{array}{c}dx=|x_m-C_x|\\ dy=|y_m-C_y|\end{array}\right.---(0-5)$

則

d≈(dx+dy)/2 (0-6)

那么當下面條件滿足時，目標m落入搜索區(qū)域內:

d≤th且dx≤λ·th且dy≤λ·th

λ為常量；

S305：當目標m落入目標n搜索區(qū)域內時，計算其代價函數(shù)

代價函數(shù)如式(0-7)所示：

$\begin{array}{c}f=\mathrm{\α}\·dsize+\mathrm{\β}\·\frac{d}{avgMov\×(i-k)}+\mathrm{\γ}\·dbrgt+\mathrm{\η}\·dMov\\ dMov=\left|\frac{\left|{\mathrm{vx}}_m\right|+\left|{\mathrm{vy}}_m\right|-\left|{\mathrm{vx}}_n\right|-\left|{\mathrm{vx}}_n\right|}{\left|{\mathrm{vx}}_m\right|+\left|{\mathrm{vy}}_m\right|}\right|\\ {\mathrm{vx}}_m=\frac{|x_m-x_n|}{i-k}\\ {\mathrm{vy}}_m=\frac{|y_m-y_n|}{i-k}\end{array}---(0-7)$

其中α,β,γ為加權系數(shù)，dsize為目標m和目標n的周長差，avgMov為所有已計算幀中運動目標平均速度，dbrgt為兩目標的平均亮度差，d為兩目標之間的距離，i-k為兩幀之間的幀差,(x_m,y_m)為目標m質心坐標,(x_n,y_n)為目標n質心坐標,vx_n為目標n在x方向運動速度，vy_n為目標n在y方向運動速度；

S306：重復步驟S304和S305，從參考幀中找出最佳匹配目標點，根據找尋結果，執(zhí)行如下子步驟：

A.若參考幀中未找出最佳匹配點，則返回S303；

B.若所有參考幀都未找出匹配的目標點，則當前幀中目標點m為新出現(xiàn)的點；

C.若在參考幀中找出最佳匹配點，則返回S302，新選取一個目標進行匹配；

D.若當前幀中所有點都計算完成，則進入S307；

S307：步驟S301-S306得到每幀圖像以及圖像中每個目標的前后匹配點，連接各匹配點的質心坐標，即為目標運動軌跡，根據目標運動軌跡，統(tǒng)計其運動參數(shù)；

S4：目標運動參數(shù)計算，在步驟S2和步驟S3完成了目標的分割和軌跡曲線的跟蹤的基礎上，通過分析各目標軌跡點的坐標及形態(tài)學數(shù)據，利用相關參數(shù)計算公式，計算出目標活性的相關參數(shù)。