目标跟踪方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种目标跟踪方法及装置，其中方法包括：对当前帧图像进行采样，得到靠近初始目标区域的若干个第一样本区，以及远离初始目标区域的若干个第二样本区、以相同的预设方式获取N对图像块；根据任一对图像块之间的图像差异计算与该对图像块对应的特征值，以组成N维特征向量；分别在全部第一样本区和全部第二样本区的范围内对N维特征向量进行统计，得到与N维特征向量中每一维对应的两个直方图；在此后任一帧的图像中以同样的方式获取与任一候选目标样本区对应的N维特征向量，并通过对该N维特征向量与所有直方图的比较得到该候选目标样本区与待测目标区域的匹配程度。本发明专利技术可以解决现有方法难以通过低复杂度算法实现目标跟踪的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及计算机技术，具体涉及一种目标跟踪方法及装置。
技术介绍
随着智能手机等移动终端快速流行与发展，使得增强现实等应用的需求逐渐增大。而作为增强现实等应用必不可少的部分，目标跟踪过程需要提供实时而准确的目标跟踪结果，以使增强现实将虚拟的增强信息准确而实时地叠加到真实场景中。包括增强现实的应用要求目标跟踪满足实时、准确的要求的同时，还要求目标跟踪可以有效地适应图像在光照、尺度、旋转等方面上的变化。基于计算机视觉的特征跟踪方法包括基于局部特征匹配的跟踪方法、基于全局特征的跟踪方法以及混合全局与局部特征的跟踪方法。其中，基于局部特征的跟踪方法受局部特征提取及匹配速度的影响，很难达到实时的要求，同时基于局部特征匹配的方法在图像模糊等情况下很难提取局部特征，从而导致跟踪准确率下降。而基于全局特征的跟踪方法不依赖局部细节特征，同时全局特征的提取与匹配速度较快，所以更加适合对实时性要求高的应用。然而现有方法在特征拟合以及特征匹配方面常使用较高复杂度的算法，仍然无法满足移动终端实时、准确的需求。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术提供一种目标跟踪方法及装置，可以解决现有方法难以通过低复杂度算法实现目标跟踪的问题。第一方面，本专利技术提供了一种目标跟踪方法，包括：对当前帧的图像进行采样，得到靠近初始目标区域的若干个第一样本区，以及远离初始目标区域的若干个第二样本区，所述第一样本
区与所述第二样本区具有相同的形状和大小；在所述若干个第一样本区和所述若干个第二样本区内以相同的预设方式获取N对图像块；根据任一对图像块之间的图像差异计算与该对图像块对应的特征值，以组成与每一第一样本区或第二样本区对应的N维特征向量；分别在全部第一样本区和全部第二样本区的范围内对所述N维特征向量进行统计，得到与所述N维特征向量中每一维对应的两个直方图；在此后任一帧的图像中以同样的方式获取与任一候选目标样本区对应的N维特征向量，并通过对该N维特征向量与所有所述直方图的比较得到该候选目标样本区与待测目标区域的匹配程度；其中，所述N大于等于1。可选地，在所述分别在全部第一样本区和全部第二样本区的范围内对所述N维特征向量进行统计，得到与所述N维特征向量中每一维对应的两个直方图之后，还包括：对应于所述N维特征向量中的每一维，计算对应于全部第一样本区的直方图与对应于全部第二样本的直方图中每一直方图单元的值的比值的对数值，得到与所述N维特征向量中的每一维对应的对数表。可选地，所述在此后任一帧的图像中以相同的方式获取与任一候选目标样本区对应的N维特征向量，并通过对该N维特征向量与所有所述直方图的比较得到该候选目标样本区与待测目标区域的匹配程度，包括：获取与任一候选目标样本区对应的N维特征向量，将每一维的值所在的直方图单元在所述对数表中的对数值进行求和，得到代表该候选目标样本区与待测目标区域的匹配程度的响应值。可选地，在所述在此后任一帧的图像中以同样的方式获取与任一候选目标样本区对应的N维特征向量，并通过对该N维特征向量与所有所述直方图的比较得到该候选目标样本区与待测目标区域的匹配程
度之前，还包括：在确定待测目标区域的位置之后，将待测目标区域作为初始目标区域以相同的方式得到与N维特征向量中每一维对应的两个直方图；利用确定待测目标区域的位置之后得到的直方图更新确定待测目标区域的位置之前得到的直方图，并根据更新后的直方图计算所述与N维特征向量中的每一维对应的对数表。可选地，在所述在此后任一帧的图像中以相同的方式获取与任一候选目标样本区对应的N维特征向量，并通过对该N维特征向量与所有所述直方图的比较得到该候选目标样本区与待测目标区域的匹配程度之前，还包括：根据待测目标的位置的历史记录获取待测目标区域所在的预测目标区域，并在所述预测目标区域中获取形状和大小均与所述第一样本区相同的若干个候选目标样本区。第二方面，本专利技术还提供了一种目标跟踪装置，包括：采样单元，用于对当前帧的图像进行采样，得到靠近初始目标区域的若干个第一样本区，以及远离初始目标区域的若干个第二样本区，所述第一样本区与所述第二样本区具有相同的形状和大小；获取单元，用于在所述采样单元得到的若干个第一样本区和所述若干个第二样本区内以相同的预设方式获取N对图像块；计算单元，用于根据所述获取单元获取的任一对图像块之间的图像差异计算与该对图像块对应的特征值，以组成与每一第一样本区或第二样本区对应的N维特征向量；统计单元，用于分别在全部第一样本区和全部第二样本区的范围内对所述计算单元得到的N维特征向量进行统计，得到与所述N维特征向量中每一维对应的两个直方图；比较单元，用于在此后任一帧的图像中以相同的方式获取与任一候选目标样本区对应的N维特征向量，并通过对该N维特征向量与所有所述直方图的比较得到该候选目标样本区与待测目标区域的匹配程
度；其中，所述N大于等于1。可选地，所述计算单元还用于在所述统计单元得到与所述N维特征向量中每一维对应的两个直方图之后，对应于所述N维特征向量中的每一维，计算对应于全部第一样本区的直方图与对应于全部第二样本的直方图中每一直方图单元的值的比值的对数值，得到与所述N维特征向量中的每一维对应的对数表。可选地，所述比较单元进一步用于在此后任一帧的图像中以相同的方式获取与任一候选目标样本区对应的N维特征向量，并将该N维特征向量种每一维的值所在的直方图单元在所述对数表中的对数值进行求和，得到代表该候选目标样本区与待测目标区域的匹配程度的响应值。可选地，还包括：生成单元，用于在确定待测目标区域的位置之后，将待测目标区域作为初始目标区域以相同的方式得到与N维特征向量中每一维对应的两个直方图；更新单元，用于根据所述生成单元得到的直方图更新所述统计单元得到的直方图，并根据更新后的直方图计算与N维特征向量中的每一维对应的对数表。可选地，所述获取单元还用于在比较单元获取与任一候选目标样本区对应的N维特征向量之前，根据待测目标的位置的历史记录获取待测目标区域所在的预测目标区域，并在所述预测目标区域中获取形状和大小均与所述第一样本区相同的若干个候选目标样本区。由上述技术方案可知，本专利技术采用获取图像块、计算N维特征向量的方式提取图像中每一样本区的特征，并采用对N维特征向量进行统计、再根据统计得到的直方图进行目标跟踪的方式，可以使得基于全局特征的跟踪方法能够以离散化的计算方式进行，相较于包括连续函数的特征拟合或特征匹配等步骤的计算方式可以大大减小计算量和
算法的复杂度，因此可以解决现有方法难以通过低复杂度算法实现目标跟踪的问题，有利于在移动终端上实现实时、准确的目标跟踪。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术一个实施例中一种目标跟踪方法的步骤流程示意图；图2是本专利技术一个实施例中一种更新对数表的步骤流程示意图；图3是本专利技术一个较佳实施例中一种目标跟踪方法的步骤流程示意图；图4是本专利技术一个实施例中一种目标跟踪装置的结构框图。具体实施方式为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种目标跟踪方法，其特征在于，包括：对当前帧的图像进行采样，得到靠近初始目标区域的若干个第一样本区，以及远离初始目标区域的若干个第二样本区，所述第一样本区与所述第二样本区具有相同的形状和大小；在所述若干个第一样本区和所述若干个第二样本区内以相同的预设方式获取N对图像块；根据任一对图像块之间的图像差异计算与该对图像块对应的特征值，以组成与每一第一样本区或第二样本区对应的N维特征向量；分别在全部第一样本区和全部第二样本区的范围内对所述N维特征向量进行统计，得到与所述N维特征向量中每一维对应的两个直方图；在此后任一帧的图像中以同样的方式获取与任一候选目标样本区对应的N维特征向量，并通过对该N维特征向量与所有所述直方图的比较得到该候选目标样本区与待测目标区域的匹配程度；其中，所述N大于等于1。

【技术特征摘要】
1.一种目标跟踪方法，其特征在于，包括：对当前帧的图像进行采样，得到靠近初始目标区域的若干个第一样本区，以及远离初始目标区域的若干个第二样本区，所述第一样本区与所述第二样本区具有相同的形状和大小；在所述若干个第一样本区和所述若干个第二样本区内以相同的预设方式获取N对图像块；根据任一对图像块之间的图像差异计算与该对图像块对应的特征值，以组成与每一第一样本区或第二样本区对应的N维特征向量；分别在全部第一样本区和全部第二样本区的范围内对所述N维特征向量进行统计，得到与所述N维特征向量中每一维对应的两个直方图；在此后任一帧的图像中以同样的方式获取与任一候选目标样本区对应的N维特征向量，并通过对该N维特征向量与所有所述直方图的比较得到该候选目标样本区与待测目标区域的匹配程度；其中，所述N大于等于1。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述分别在全部第一样本区和全部第二样本区的范围内对所述N维特征向量进行统计，得到与所述N维特征向量中每一维对应的两个直方图之后，还包括：对应于所述N维特征向量中的每一维，计算对应于全部第一样本区的直方图与对应于全部第二样本的直方图中每一直方图单元的值的比值的对数值，得到与所述N维特征向量中的每一维对应的对数表。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在此后任一帧的图像中以相同的方式获取与任一候选目标样本区对应的N维特征向量，并通过对该N维特征向量与所有所述直方图的比较得到该候选目标样本区与待测目标区域的匹配程度，包括：获取与任一候选目标样本区对应的N维特征向量，将每一维的值所在的直方图单元在所述对数表中的对数值进行求和，得到代表该候选目标样本区与待测目标区域的匹配程度的响应值。4.根据权利要求3中任意一项所述的方法，其特征在于，在所述在此后任一帧的图像中以同样的方式获取与任一候选目标样本区对应的N维特征向量，并通过对该N维特征向量与所有所述直方图的比较得到该候选目标样本区与待测目标区域的匹配程度之前，还包括：在确定待测目标区域的位置之后，将待测目标区域作为初始目标区域以相同的方式得到与N维特征向量中每一维对应的两个直方图；利用确定待测目标区域的位置之后得到的直方图更新确定待测目标区域的位置之前得到的直方图，并根据更新后的直方图计算所述与N维特征向量中的每一维对应的对数表。5.根据权利要求1至4中任意一项所述的方法，其特征在于，在所述在此后任一帧的图像中以相同的方式获取与任一候选目标样本区对应的N维特征向量，并通过对该N维特征向量与所有所述直方图的比较得到该候选目标样本区与待测目标区域的匹配...

【专利技术属性】
技术研发人员：段凌宇，张艺，陈杰，黄铁军，高文，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：北京;11