[發(fā)明專利]一種改進(jìn)DeepSort算法的姿態(tài)跟蹤方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310002020.1
• 申請日: 2023-01-03
• 公開（公告）號: CN115937987A
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡永志;孫紅霞;劉友根
• 申請（專利權(quán)）人: 成都全景星科科技有限公司
• 主分類號: G06V40/20
• 分類號: G06V40/20;G06V10/62;G06V10/82
• 代理公司: 北京睿智保誠專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11732
• 代理人: 龍濤

1.一種改進(jìn)DeepSort算法的消防員姿態(tài)跟蹤方法，其特征在于，具體步驟包括如下：

獲取待檢測圖像；

利用YOLOX模型對所述待檢測圖像進(jìn)行目標(biāo)檢測得到候選框并通過非極大值抑制算法篩選得到檢測框；

根據(jù)上一幀的結(jié)果，利用kalman濾波預(yù)測當(dāng)前幀的目標(biāo)區(qū)域；

計算所述檢測框和預(yù)測目標(biāo)區(qū)域之間的馬氏距離、表觀余弦距離和姿態(tài)余弦距離，使用匈牙利算法和級聯(lián)匹配對比前后兩幀間目標(biāo)的相似程度進(jìn)行目標(biāo)匹配，得到跟蹤結(jié)果；

通過目標(biāo)的姿態(tài)信息對所述跟蹤結(jié)果進(jìn)行修正，利用修正結(jié)果對所述YOLOX模型的參數(shù)和kalman濾波進(jìn)行更新。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改進(jìn)DeepSort算法的消防員姿態(tài)跟蹤方法，其特征在于，通過BlazePose姿態(tài)估計器提取目標(biāo)的姿態(tài)信息，并利用所述姿態(tài)信息對目標(biāo)進(jìn)行姿態(tài)特征關(guān)聯(lián)，具體是通過BlazePose得到人體的關(guān)鍵點數(shù)據(jù)，對所述關(guān)鍵點數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理得到目標(biāo)的姿態(tài)特征向量，通過計算所述姿態(tài)特征向量間的余弦距離來確定目標(biāo)關(guān)聯(lián)度；最后結(jié)合馬氏距離和表觀特征余弦距離，設(shè)置權(quán)重系數(shù)，對三種度量方式進(jìn)行線性加權(quán)，然后構(gòu)建距離矩陣，進(jìn)行目標(biāo)匹配。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種改進(jìn)DeepSort算法的消防員姿態(tài)跟蹤方法，其特征在于，通過目標(biāo)的姿態(tài)信息對所述跟蹤結(jié)果進(jìn)行修正的具體步驟為：

利用人體的所述關(guān)鍵點數(shù)據(jù)得到人體的最小區(qū)域；

將所述最小區(qū)域作為目標(biāo)區(qū)域的修正閾值，根據(jù)所述修正閾值對目標(biāo)框進(jìn)行修正，公式為：

pose_(x,y,w,h)＝ε(x_min,y_min,x_max-x_min,y_max-y_min)；

T_(x,y,w,h)＝f(box_(x,y,w,h),pose_(x,y,w,h))；

其中，x_max，y_max，x_min，y_min分別是人體關(guān)鍵點的x坐標(biāo)最大值，y坐標(biāo)最大值，x坐標(biāo)最小值，y坐標(biāo)最小值；pose_(x,y,w,h)是根據(jù)姿態(tài)信息得到的目標(biāo)區(qū)域，box_(x,y,w,h)是YOLOX模型得到的目標(biāo)區(qū)域。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改進(jìn)DeepSort算法的消防員姿態(tài)跟蹤方法，其特征在于，所述YOLOX模型的主干網(wǎng)絡(luò)使用CSPDarknet53，輸出由大到小三種尺度的特征圖，并在所述YOLOX模型中加入解耦頭將分類、回歸兩個任務(wù)分開預(yù)測。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改進(jìn)DeepSort算法的消防員姿態(tài)跟蹤方法，其特征在于，通過計算所述姿態(tài)特征向量間的余弦距離來確定目標(biāo)關(guān)聯(lián)度：

p＝(x₁,y₁,x₂,y₂,…,x_j,y_j)；

其中，P_j為第j個目標(biāo)的姿態(tài)特征向量，P⁽ⁱ⁾為第i個跟蹤器儲存的姿態(tài)特征向量，x_i,y_i為人體關(guān)鍵點坐標(biāo)。

6.一種改進(jìn)DeepSort算法的消防員姿態(tài)跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，利用權(quán)利要求1-5任一所述的一種改進(jìn)DeepSort算法的消防員姿態(tài)跟蹤方法進(jìn)行姿態(tài)跟蹤，包括圖像獲取模塊、目標(biāo)檢測模塊、預(yù)測模塊、匹配模塊、修正模塊；其中，

所述圖像獲取模塊，用于獲取待檢測圖像；

所述目標(biāo)檢測模塊，用于利用YOLOX模型對所述待檢測圖像進(jìn)行目標(biāo)檢測得到候選框并通過非極大值抑制算法篩選得到檢測框；

所述預(yù)測模塊，用于根據(jù)上一幀的結(jié)果，利用kalman濾波預(yù)測當(dāng)前幀的目標(biāo)區(qū)域；

所述匹配模塊，用于計算所述檢測框和預(yù)測目標(biāo)區(qū)域之間的馬氏距離、表觀余弦距離和姿態(tài)余弦距離，使用匈牙利算法和級聯(lián)匹配對比前后兩幀間目標(biāo)的相似程度進(jìn)行目標(biāo)匹配，得到跟蹤結(jié)果；

所述修正模塊，用于通過目標(biāo)的姿態(tài)信息對所述跟蹤結(jié)果進(jìn)行修正，利用修正結(jié)果對所述YOLOX模型的參數(shù)和kalman濾波進(jìn)行更新。