一种实时的视频跟踪方法技术

技术编号:13825880 阅读:100 留言:0更新日期:2016-10-13 00:48
本发明专利技术公开了一种实时的视频跟踪方法,包括以下步骤:首先,通过将跟踪目标分割成子块的方式压缩图像特征;其次,通过构建多尺度的候选区域以适应跟踪目标的尺度变化以及快速移动;最后,利用KCF(核化相关滤波器)算法计算特征向量之间的相关性以达到视频跟踪的目的。本发明专利技术实现了多种场景下常见目标的准确跟踪,且完全满足实时性的要求,具备非常高的实用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于计算机视觉与模式识别领域,具体涉及一种实时的视频跟踪方法
技术介绍
视频跟踪技术可以广泛地应用于无人驾驶、安防监控、工业控制、智能交通、国防军事等领域,其背后蕴藏着十分巨大的学术价值和经济价值。尽管国内外研究人员提出了很多的跟踪算法,但是在实际应用中仍然面临着一些困难,主要包括以下几个方面:(1) 跟踪目标的外观变化,因为跟踪目标相对于摄像机的视角、距离不断变化;(2)外界环境的光照变化;(3)其他物体的遮挡和干扰;(4)实时性要求。最近几年,基于检测的跟踪算法正逐渐地成为视频跟踪领域的主流,比较有代表性的算法有CN、KCF、STC、ODFS等。以KCF(核化相关滤波器)为例,KCF对光照变化、遮挡、非刚性形变、运动模糊、背景杂乱的视频跟踪效果较好,但对于尺度变化、快速运动、刚性形变等视频跟踪效果不佳。
技术实现思路
针对KCF算法的不足,本专利技术提出了一种实时的视频跟踪方法,具体包括以下步骤:(1)视频的第m帧,标出需要跟踪的目标区域ROI,其中1 ≤ m < M,M为视频的全部帧数;(2)对目标区域ROI提取特征,即执行步骤A-G:A、将ROI进行特定比例的扩展,得到区域RExpand;B、读取步骤A所述的RExpand内的视频数据,得到Video;C、将步骤B所述的Video缩放至特定大小,得到VScale;D、将步骤C所述的VScale分割成p个N×N大小的子块,其中2≤N≤8;E、对步骤D所述的每个子块j提取特征,即执行步骤a-c,其中1≤j≤p:a、提取梯度特征, 即执行步骤 I - IV:I、根据灰度值计算子块j内各个像素的梯度(包括幅值和角度);II、统计梯度直方图,得到梯度直方图特征HF;III、将步骤II的HF进行归一化,得到 HFN;IV、将步骤III的HFN进行PCA降维,得到GF;b、提取颜色特征,即执行步骤 i-ii:i、 根据色度值,将子块j内的各个像素进行离散化;ii 、统计颜色直方图,得到颜色直方图特征CF;c、将步骤a提取的特征GF和步骤b提取的特征CF进行合并,得到特征BF;F、合并所有子块的特征BF,得到TBF;G、利用汉宁窗对TBF进行滤波,得到目标区域ROI的特征RF;(3)将步骤(2)提取的特征RF进行在线训练,得到训练特征TF;(4)视频的第(m+1)帧,在步骤(1)的目标区域ROI的附近,生成T个多尺度的候选区域,对每个候选区域ROIt提取特征RFt,其中1≤t≤T,即执行步骤A'-G',且实现了T个候选区域的并行计算:A'、将ROIt进行特定比例的扩展,得到区域RExpand';B'、读取步骤A'所述的RExpand'内的视频数据,得到Video';C'、将步骤B'所述的Video'缩放至特定大小,得到VScale';D'、将步骤C'所述的VScale'分割成p个N×N大小的子块,其中2≤N≤8;E'、对步骤D'所述的每个子块j提取特征,即执行步骤a'- c',其中1≤j≤p:a'、提取梯度特征, 即执行步骤 I'- IV':I'、根据灰度值计算子块j内各个像素的梯度(包括幅值和角度);II'、统计梯度直方图,得到梯度直方图特征HF';III'、将步骤II'的HF'进行归一化,得到 HFN';IV'、将步骤III'的HFN'进行PCA降维,得到GF';b'、提取颜色特征,即执行步骤i'- ii':i'、根据色度值,将子块j内的各个像素进行离散化;ii'、统计颜色直方图,得到颜色直方图特征CF';c'、将步骤a'提取的特征GF'和步骤b'提取的特征CF'进行合并,得到特征BF';F'、合并所有子块的特征BF',得到TBF';G'、利用汉宁窗对TBF'进行滤波,得到候选区域ROIt的特征RFt;(5)将步骤(4)提取的T个特征{RF1,RF2,…,RFt,…,RFT本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实时的视频跟踪方法,其特征在于,包括以下步骤:1)视频的第m帧,标出需要跟踪的目标区域ROI,其中1 ≤ m < M,M为视频的全部帧数;2)对目标区域ROI提取特征;3)将步骤2)提取的特征进行在线训练,得到训练特征;4)视频的第(m+1)帧,在目标区域ROI的附近,生成T个多尺度的候选区域,对每个候选区域ROIt提取特征RFt,其中1≤t≤T;5)将T个特征{RF1,RF2,…,RFt,…,RFT}分别与训练特征进行相关运算,得到T个相关系数{C1,C2,…,Ct,…,CT}以及T个偏移量{S1,S2,…,St,…,ST};6)从T个相关系数{C1,C2,…,Ct,…,CT}中,选择最优的1个Ci;7)如果Ci大于一阈值T1,则用Ci对应的候选区域ROIi的大小以及偏移量Si更新ROI,并将更新后的ROI作为样本进行在线训练、更新训练特征,进入步骤12),否则进入步骤8);8)如果步骤6)中的Ci小于一阈值T2,则生成ReT个二次候选区域,对每个二次候选区域ReROIt提取特征ReRFt,其中1≤t≤ReT,否则进入步骤12);9)将ReT个特征{ReRF1,ReRF2,…,ReRFt,…,ReRFReT}分别与训练特征进行相关运算,得到ReT个相关系数{ReC1,ReC2,…,ReCt,…,ReCReT}以及ReT个偏移量{ReS1,ReS2,…,ReSt,…,ReSReT};10)从ReT个相关系数{ReC1,ReC2,…,ReCt,…,ReCReT}中选择最优的1个ReCi;11)如果ReCi大于一阈值T3,则用ReCi对应的ReROIi的大小以及偏移量ReSi更新ROI,并将更新后的ROI作为样本进行在线训练、更新训练特征,进入步骤13),否则进入步骤14);12)如果Ci大于一阈值T4,则用Ci对阈值T1进行滤波更新,进入步骤14),否则直接进入步骤14);13)如果ReCi大于一阈值T5,则用ReCi对阈值T3进行滤波更新;14)m加1,如果m = M,结束,否则进入步骤4)。...

【技术特征摘要】
1.一种实时的视频跟踪方法,其特征在于,包括以下步骤:1)视频的第m帧,标出需要跟踪的目标区域ROI,其中1 ≤ m < M,M为视频的全部帧数;2)对目标区域ROI提取特征;3)将步骤2)提取的特征进...

【专利技术属性】
技术研发人员:翁肇杰翟恺
申请(专利权)人:上海宝宏软件有限公司
类型:发明
国别省市:上海;31

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