[發(fā)明專利]視頻目標(biāo)時(shí)空最大穩(wěn)定性判別性顏色區(qū)域匹配方法和系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710272310.2
• 申請(qǐng)日: 2017-04-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107103301B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-03-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張重陽(yáng);劉偉偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G06K9/00
• 分類號(hào): G06K9/00;G06K9/46
• 代理公司: 上海恒慧知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 徐紅銀

1.一種視頻目標(biāo)時(shí)空最大穩(wěn)定性判別性顏色區(qū)域匹配方法，其特征在于，包括以下步驟：

第一步，運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)步驟：檢測(cè)視頻中的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，確定運(yùn)動(dòng)目標(biāo)所在區(qū)域；

第二步，最大穩(wěn)定性顏色區(qū)域提取步驟：基于所述運(yùn)動(dòng)目標(biāo)所在區(qū)域，檢測(cè)提取運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的最大穩(wěn)定性顏色區(qū)域MSCR；

利用最大穩(wěn)定性顏色區(qū)域(MSCR)算法檢測(cè)提取運(yùn)動(dòng)目標(biāo)所在區(qū)域中的最大穩(wěn)定性顏色區(qū)域，即：首先檢測(cè)提取運(yùn)動(dòng)目標(biāo)區(qū)域的每個(gè)MSCR，并同時(shí)保存計(jì)算得到的每個(gè)MSCR的空間特征，包括中心位置p₀(x₀,y₀)、面積大小a₀和顏色特征π₀；

第三步，時(shí)空最大穩(wěn)定顏色區(qū)域提取步驟：對(duì)每個(gè)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的MSCR，依據(jù)時(shí)域穩(wěn)定性，提取其中時(shí)空最大穩(wěn)定的顏色區(qū)域TS-MSCR；

所述依據(jù)時(shí)域穩(wěn)定性，提取其中時(shí)空最大穩(wěn)定的顏色區(qū)域TS-MSCR，是指：對(duì)每個(gè)MSCR，在連續(xù)T幀圖像上基于特征值、空間位置和面積來(lái)計(jì)算變化速率，變化速率低于設(shè)定閾值的判決為時(shí)空最大穩(wěn)定顏色區(qū)域即TS-MSCR；對(duì)每個(gè)TS-MSCR，計(jì)算時(shí)間框[t-τ,t]內(nèi)加權(quán)的MSCR特征，得到TS-MSCR時(shí)空穩(wěn)定的特征值，其中t表示當(dāng)前幀，τ表示時(shí)間間隔；

所述對(duì)每個(gè)TS-MSCR，計(jì)算時(shí)間框[t-τ,t]內(nèi)加權(quán)的MSCR特征，得到TS-MSCR時(shí)空穩(wěn)定的特征值，是指：為加強(qiáng)時(shí)域上的穩(wěn)定性，引入核函數(shù)K(t_i-t),i∈(0,τ]，對(duì)于靠近當(dāng)前幀的每幀子圖上的MSCR顏色特征，加以第一權(quán)重；對(duì)于時(shí)間窗內(nèi)遠(yuǎn)離當(dāng)前幀的子圖上的MSCR顏色特征，賦以第二權(quán)重，所述第一權(quán)重大于第二權(quán)重；計(jì)算時(shí)間框[t-τ,t]內(nèi)加權(quán)的MSCR特征，得到TS-MSCR時(shí)空上穩(wěn)定的特征值，包括區(qū)域面積a、中心位置P(x,y)、顏色特征中任一個(gè)或多個(gè)；t_i表示第t_i個(gè)時(shí)刻，取值與當(dāng)前幀有關(guān)；

第四步，時(shí)空最大穩(wěn)定性判別性顏色區(qū)域提取步驟：對(duì)每個(gè)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的TS-MSCR，依據(jù)判別距離大小，提取其中時(shí)空最大穩(wěn)定性判別性顏色區(qū)域TS-MSDCR；

第五步，區(qū)域匹配步驟：該步驟進(jìn)行視頻運(yùn)動(dòng)目標(biāo)不同時(shí)間段MSCR匹配；

在后續(xù)視頻幀中，基于動(dòng)目標(biāo)跟蹤技術(shù)，確定第一步運(yùn)動(dòng)目標(biāo)在當(dāng)前幀的位置區(qū)域，并在該位置區(qū)域檢測(cè)提取運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的MSCR；對(duì)步驟四得到的N個(gè)TS-MSDCR，與運(yùn)動(dòng)目標(biāo)在當(dāng)前幀的每個(gè)MSCR，進(jìn)行基于顏色特征和相對(duì)面積約束的相似度度量，相似度最大的區(qū)域，即為TS-MSDCR在當(dāng)前幀的匹配區(qū)域。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種視頻目標(biāo)時(shí)空最大穩(wěn)定性判別性顏色區(qū)域匹配方法，其特征在于，所述在連續(xù)T幀圖像上基于特征值、空間位置和面積來(lái)計(jì)算變化速率，是指：計(jì)算同一運(yùn)動(dòng)目標(biāo)同一MSCR的顏色、面積特征隨時(shí)間的變化斜率，通過(guò)小于某個(gè)閾值來(lái)篩選出在時(shí)域上具有穩(wěn)定特性的顏色區(qū)域；對(duì)于某些同一運(yùn)動(dòng)目標(biāo)同一MSCR，變化斜率大于所述閾值，則將此區(qū)域視為時(shí)域不穩(wěn)定區(qū)域進(jìn)行刪除，保留在時(shí)間區(qū)間[t-τ,t]幀內(nèi)特征穩(wěn)定的MSCR。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種視頻目標(biāo)時(shí)空最大穩(wěn)定性判別性顏色區(qū)域匹配方法，其特征在于，第四步中，所述依據(jù)判別距離大小，提取其中時(shí)空最大穩(wěn)定性判別性顏色區(qū)域TS-MSDCR；是指：在所有TS-MSCR中，計(jì)算每個(gè)TS-MSCR同其他TS-MSCR之間的顏色特征距離，選取最小距離作為該TS-MSCR的判別距離；對(duì)所有TS-MSCR按照判別距離由大到小順序進(jìn)行排序，判別距離越大的TS-MSCR，認(rèn)為其具有越大的判別性；選取判別距離最大的前N個(gè)TS-MSCR，作為時(shí)空最大穩(wěn)定性判別性顏色區(qū)域TS-MSDCR。