[發(fā)明專利]一種基于視頻幀單應(yīng)性變換的靜止目標(biāo)跟蹤方法

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• 申請日: 2021-03-04
• 公開（公告）號: CN112598714A
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 丁明;李海榮;陳永輝
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州市玄武無線科技股份有限公司
• 主分類號: G06T7/246
• 分類號: G06T7/246
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司 44202
• 代理人: 陳旭紅;吳落

本發(fā)明公開了一種基于視頻幀單應(yīng)性變換的靜止目標(biāo)跟蹤方法，涉及計算機視覺技術(shù)領(lǐng)域。包括：對采集到的待識別目標(biāo)視頻幀進(jìn)行標(biāo)注，并通過目標(biāo)檢測得到所述視頻幀中檢測目標(biāo)的多邊形選區(qū)；提取當(dāng)前幀的前一幀和后一幀的SIFT特征點；根據(jù)SIFT特征點得到單應(yīng)性轉(zhuǎn)換矩陣；根據(jù)所述單應(yīng)性轉(zhuǎn)換矩陣對每一個跟蹤目標(biāo)的位置進(jìn)行變換得到當(dāng)前跟蹤目標(biāo)在下一幀圖片中的預(yù)測選區(qū)；計算當(dāng)前幀的多邊形選區(qū)及其預(yù)測選區(qū)之間的面積交并比；將所述面積交并比結(jié)合二分圖完全匹配算法進(jìn)行目標(biāo)匹配，輸出跟蹤結(jié)果。本發(fā)明在目標(biāo)建立跟蹤后不管目標(biāo)是否出現(xiàn)在畫面都可以一直精確更新目標(biāo)位置，避免同一個目標(biāo)的重復(fù)跟蹤。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及計算機視覺技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于視頻幀單應(yīng)性變換的靜止目標(biāo)跟蹤方法。

背景技術(shù)

在計算機視覺中，目標(biāo)檢測是在圖像或視頻幀（一系列的圖像）中掃描和搜尋目標(biāo)，概括來說就是在一個場景中對目標(biāo)進(jìn)行定位和識別。目標(biāo)跟蹤是計算機視覺領(lǐng)域中重要的研究方向和應(yīng)用方法，目標(biāo)跟蹤技術(shù)也被廣泛應(yīng)用于人類生產(chǎn)生活的各個領(lǐng)域，例如，視頻監(jiān)控等，在視頻監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域中，通常是對輸入視頻中的人或物進(jìn)行軌跡追蹤，從而準(zhǔn)確地確定出人或物的移動軌跡。

但是，現(xiàn)有的目標(biāo)識別均是針對靜止背景中的動態(tài)目標(biāo)進(jìn)行識別，如何跟蹤視頻幀中靜止的目標(biāo)成為了成為了亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于，提供一種基于視頻幀單應(yīng)性變換的靜止目標(biāo)跟蹤方法，以提高跟蹤視頻幀中靜止的目標(biāo)的跟蹤能力。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實施例提供一種基于視頻幀單應(yīng)性變換的靜止目標(biāo)跟蹤方法，包括：對采集到的待識別目標(biāo)視頻幀進(jìn)行標(biāo)注，并通過目標(biāo)檢測得到所述視頻幀中檢測目標(biāo)的多邊形選區(qū)；提取當(dāng)前幀的前一幀和后一幀的SIFT特征點；根據(jù)所述SIFT特征點得到單應(yīng)性轉(zhuǎn)換矩陣；根據(jù)所述單應(yīng)性轉(zhuǎn)換矩陣對每一個跟蹤目標(biāo)的位置進(jìn)行變換得到當(dāng)前跟蹤目標(biāo)在下一幀圖片中的預(yù)測選區(qū)；計算當(dāng)前幀的多邊形選區(qū)及其預(yù)測選區(qū)之間的面積交并比；將所述面積交并比結(jié)合二分圖完全匹配算法進(jìn)行目標(biāo)匹配，輸出跟蹤結(jié)果。

優(yōu)選地，所述對采集到的待識別目標(biāo)視頻幀進(jìn)行標(biāo)注，并通過目標(biāo)檢測得到所述視頻幀中檢測目標(biāo)的多邊形選區(qū)，包括：對采集到的待識別目標(biāo)視頻幀進(jìn)行標(biāo)注，同時使用標(biāo)注的數(shù)據(jù)訓(xùn)練檢測模型；對視頻幀利用檢測模型進(jìn)行目標(biāo)檢測，將檢測到的外接點連接成多邊形區(qū)域，得到檢測目標(biāo)的多邊形選區(qū)。

優(yōu)選地，所述根據(jù)所述SIFT特征點得到單應(yīng)性轉(zhuǎn)換矩陣，包括：根據(jù)視頻幀中的SIFT特征點獲取其對應(yīng)的描述子；通過匹配特征點的描述子，查找檢測目標(biāo)和跟蹤目標(biāo)中匹配的特征點對；使用隨機抽樣一致算法剔除錯誤匹配后，計算得到單應(yīng)性變換矩陣。

優(yōu)選地，所述計算當(dāng)前幀的多邊形選區(qū)及其預(yù)測選區(qū)之間的面積交并比，包括：多邊形選區(qū)及其預(yù)測選區(qū)之間的面積交并比IOU(A,B)公式為：，其中，A表示多邊形選區(qū)，B表示預(yù)測選區(qū)，表示A和B的面積交集像素點數(shù)，表示A和B的面積并集像素點數(shù)。

優(yōu)選地，所述將所述面積交并比結(jié)合二分圖完全匹配算法進(jìn)行目標(biāo)匹配，輸出跟蹤結(jié)果，包括：若跟蹤目標(biāo)與檢測目標(biāo)成功匹配，則判斷成功跟蹤并使用檢測目標(biāo)的多邊形選區(qū)更新跟蹤目標(biāo)位置；若跟蹤目標(biāo)未匹配到相應(yīng)的檢測目標(biāo)，則使用跟蹤目標(biāo)的預(yù)測選區(qū)更新跟蹤目標(biāo)位置；若檢測目標(biāo)未匹配到相應(yīng)的跟蹤目標(biāo)，則建立一個新的跟蹤目標(biāo)位置初始化為當(dāng)前檢測目標(biāo)的多邊形選區(qū)。