[發明專利]一種基于DSP的目標檢測與跟蹤方法

有效

• 申請號: 201811453586.1
• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN109685827B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 鄒衛軍;凌永鵬;翟弘紳;單崇銘
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G06T7/246
• 分類號: G06T7/246;G06T7/187;G06V10/75;G06K9/62
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 馬魯晉

1.一種基于DSP的目標檢測與跟蹤方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、采集視頻中的第一幀圖像；

步驟2、根據采集的第一幀圖像初始化波門的大小，之后根據波門的大小初始化波門四周背景的大小，并設置波門在第一幀圖像中的位置使其包含待跟蹤目標，統計波門和波門四周背景的灰度直方圖；

步驟3、根據所述灰度直方圖確定二值化的閾值，并根據該閾值對波門內圖像進行二值化處理；

步驟4、對二值化處理后的波門內圖像進行濾波處理；

步驟5、利用鄰域標記算法標記濾波后的波門內圖像的各個區域，獲得若干個連通區域；

步驟6、統計步驟5中所有連通區域的大小，并對連通區域大小進行降序排列，獲取其中最大連通區域的最小外接矩形，并將其作為目標模板；

步驟7、獲取所述最大連通區域的中心即第一幀圖像中目標所在位置，之后根據該中心獲取第二幀圖像中目標所在位置，并更新目標模板；

步驟8、根據連續兩幀圖像中目標所在位置獲取后一幀圖像中目標所在位置；

步驟9、求取所述后一幀圖像中的目標與目標模板之間的相關系數，并根據相關系數判斷是重復步驟8繼續跟蹤還是停止跟蹤；若相關系數Q大于等于預設閾值p則重復步驟8繼續跟蹤；反之將失敗次數n遞增1，并判斷n與失敗次數預設閾值q的關系，若n≥q，則停止跟蹤，反之以像素級為單位擴大波門的大小，重復步驟8繼續跟蹤。

2.根據權利要求1所述的基于DSP的目標檢測與跟蹤方法，其特征在于，步驟1中：

所述根據采集的第一幀圖像初始化波門的大小，具體為：根據第一幀圖像的大小以及圖像中待跟蹤目標的大小初始化波門的大小，

假設采集的圖像的大小為w×h，待跟蹤目標最小外接矩形的大小為x×y，波門大小為w'×h'，其中x＜w'≤w，y＜h'≤h；

所述根據波門的大小確定波門四周背景大小，具體為：將波門的邊界擴展若干像素。

3.根據權利要求1或2所述的基于DSP的目標檢測與跟蹤方法，其特征在于，步驟3所述根據灰度直方圖確定二值化的閾值，具體為：將灰度直方圖中代表待跟蹤目標以及其背景的兩個波峰之間的低谷對應的灰度值作為二值化的閾值。

4.根據權利要求3所述的基于DSP的目標檢測與跟蹤方法，其特征在于，步驟4中所述濾波處理具體采用開運算處理。

5.根據權利要求1所述的基于DSP的目標檢測與跟蹤方法，其特征在于，步驟5所述利用鄰域標記算法標記濾波后的波門內的圖像的各個區域，其中鄰域標記算法具體為：

對濾波后的波門內圖像以從左至右、從上至下的方式進行逐像素掃描，直至掃描完波門內圖像的所有像素，若當前掃描的像素值為0，則直接移動至下一個像素；若當前掃描的像素值為1，則根據當前像素的左側像素、上側像素進行標記，其中標記值的大小隨著新的連通域的出現增大，具體包括以下4種情況：

(1)左側和上側的像素值均為0，表示當前掃描的像素為一個新的連通域的邊界，則賦予當前掃描的像素一個新的標記值；

(2)左側和上側的像素值中只存在一個像素值為1，則賦予當前掃描的像素與所述像素值為1的像素標記值相同的標記值；

(3)左側和上側的像素值均為1且標記值相同，則賦予當前掃描的像素與所述標記值相同的標記值；

(4)左側和上側的像素值均為1但標記值不同，則賦予當前掃描的像素的標記值為所述標記值中最小的標記值。

6.根據權利要求1所述的基于DSP的目標檢測與跟蹤方法，其特征在于，步驟7所述根據最大連通區域的中心獲取第二幀圖像中目標所在位置，具體為：

步驟7-1、將波門的中心移動至所述最大連通區域的中心；

步驟7-2、通過模板匹配算法對波門內圖像與所述目標模板進行匹配獲取第二幀圖像中目標所在位置。

7.根據權利要求6所述的基于DSP的目標檢測與跟蹤方法，其特征在于，步驟7-2中模板匹配算法具體采用菱形搜索算法。