[發(fā)明專利]二維影像目標(biāo)跟蹤優(yōu)化方法及裝置

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011251415.8
• 申請(qǐng)日: 2020-11-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114463370A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 武潺;楊健;王一凡;付天宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T7/246
• 分類號(hào): G06T7/246;G06T7/73
• 代理公司: 北京市中聞律師事務(wù)所 11388
• 代理人: 馮夢(mèng)洪

1.二維影像目標(biāo)跟蹤優(yōu)化方法，其特征在于：其包括以下步驟：

(1)獲取目標(biāo)的速度分布，取前若干幀目標(biāo)跟蹤的結(jié)果，統(tǒng)計(jì)分析其范圍分布，建立初始速度的信任區(qū)間，用于估計(jì)下一幀圖像上目標(biāo)的位置是否出現(xiàn)偏差；

(2)檢測(cè)目標(biāo)跟蹤的結(jié)果是否異常，根據(jù)目標(biāo)在當(dāng)前幀圖像中的位置，估計(jì)當(dāng)前速度，與初始速度的信任區(qū)間進(jìn)行比較，若當(dāng)前速度處于信任區(qū)間內(nèi)，則認(rèn)為跟蹤有效，不進(jìn)行優(yōu)化，否則對(duì)目標(biāo)的當(dāng)前速度進(jìn)行優(yōu)化；

(3)對(duì)目標(biāo)的異常速度進(jìn)行優(yōu)化，根據(jù)目標(biāo)在前若干幀的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，采用基于運(yùn)動(dòng)學(xué)的估計(jì)方法，預(yù)測(cè)出當(dāng)前幀的速度，并計(jì)算優(yōu)化后目標(biāo)在當(dāng)前幀圖像中的位置；

(4)獲取初始幀的目標(biāo)局部描述符，在初始幀圖像上，以標(biāo)注目標(biāo)為中心，建立基于像素特征的局部描述符，作為驗(yàn)證優(yōu)化的參考值；

(5)驗(yàn)證優(yōu)化是否有效，若優(yōu)化有效，保留其作為最終跟蹤結(jié)果；

(6)執(zhí)行下一幀優(yōu)化。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二維影像目標(biāo)跟蹤優(yōu)化方法，其特征在于：在所述步驟(1)中，在初始幀給定跟蹤目標(biāo)后，根據(jù)前n-1幀跟蹤結(jié)果，統(tǒng)計(jì)初始的速度分布，得到平均值μ及標(biāo)準(zhǔn)差σ，根據(jù)μ及σ建立速度的信任區(qū)間V。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的二維影像目標(biāo)跟蹤優(yōu)化方法，其特征在于：在所述步驟(2)中，根據(jù)第n幀的目標(biāo)跟蹤結(jié)果p_n估算出當(dāng)前目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)速度v_n，若v_n在信任區(qū)間V內(nèi)，則認(rèn)為第n幀跟蹤結(jié)果未發(fā)現(xiàn)異常；若v_n在信任區(qū)間V之外，則認(rèn)為第n幀跟蹤結(jié)果出現(xiàn)異常。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的二維影像目標(biāo)跟蹤優(yōu)化方法，其特征在于：在所述步驟(3)中，根據(jù)前m幀目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，采用卡爾曼濾波預(yù)測(cè)方法估計(jì)出當(dāng)前目標(biāo)的真實(shí)運(yùn)動(dòng)速度v_r，同時(shí)計(jì)算出當(dāng)前目標(biāo)的估計(jì)位置為p′_n＝p_n-1+v_r。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的二維影像目標(biāo)跟蹤優(yōu)化方法，其特征在于：在所述步驟(4)中，在含有標(biāo)注信息的初始幀圖像上，以目標(biāo)為中心，提取基于像素特征的局部描述符作為參考值D₀。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的二維影像目標(biāo)跟蹤優(yōu)化方法，其特征在于：在所述步驟(5)中，分別以p_n，p′_n為中心，提取基于像素特征的局部描述符D₁，D₂，采用基于互相關(guān)的相似性評(píng)價(jià)指標(biāo)θ(·)，分別評(píng)價(jià)優(yōu)化前后目標(biāo)位置的局部描述符與初始幀參考值的相似性θ(D₁，D₀)，θ(D₂，D₀)，取其中較大值對(duì)應(yīng)的目標(biāo)位置作為優(yōu)化后的目標(biāo)跟蹤優(yōu)化結(jié)果。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的二維影像目標(biāo)跟蹤優(yōu)化方法，其特征在于：在所述步驟(6)中，將優(yōu)化后第n幀的目標(biāo)速度添加至前n-1幀的速度統(tǒng)計(jì)中，計(jì)算出新的平均值μ′及標(biāo)準(zhǔn)差σ′用于對(duì)下一幀的速度進(jìn)行檢測(cè)。

8.二維影像目標(biāo)跟蹤優(yōu)化裝置，其特征在于：其包括：

目標(biāo)的速度分布獲取模塊，其配置來(lái)取前若干幀目標(biāo)跟蹤的結(jié)果，統(tǒng)計(jì)分析其范圍分布，建立初始速度的信任區(qū)間，用于估計(jì)下一幀圖像上目標(biāo)的位置是否出現(xiàn)偏差；

異常檢測(cè)模塊，其配置來(lái)根據(jù)目標(biāo)在當(dāng)前幀圖像中的位置，估計(jì)當(dāng)前速度，與初始速度的信任區(qū)間進(jìn)行比較，若當(dāng)前速度處于信任區(qū)間內(nèi)，則認(rèn)為跟蹤有效，不進(jìn)行優(yōu)化，否則對(duì)目標(biāo)的當(dāng)前速度進(jìn)行優(yōu)化；

異常速度優(yōu)化模塊，其配置來(lái)根據(jù)目標(biāo)在前若干幀的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，采用基于運(yùn)動(dòng)學(xué)的估計(jì)方法，預(yù)測(cè)出當(dāng)前幀的速度，并計(jì)算優(yōu)化后目標(biāo)在當(dāng)前幀圖像中的位置；

局部描述符獲取模塊，其配置來(lái)獲取初始幀的目標(biāo)局部描述符，在初始幀圖像上，以標(biāo)注目標(biāo)為中心，建立基于像素特征的局部描述符，作為驗(yàn)證優(yōu)化的參考值；

驗(yàn)證模塊，其配置來(lái)驗(yàn)證優(yōu)化是否有效，若優(yōu)化有效，保留其作為最終跟蹤結(jié)果。