一种基于背景区分的手工初始框修正方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于背景区分的手工初始框修正方法及系统，该方法包括如下步骤：对接收的目标图像进行预处理；判断目标图像是否大于100像素，如果是，则接收手工框定矩形框为初始矩形框的指令；接收并执行将初始矩形框扩大1.5倍的指令，获取候选初始框的提取区域；计算候选初始矩形框前景直方图与背景直方图的巴氏系数BC1；根据巴氏系数计算初始矩形框前景直方图与背景直方图的巴氏距离；根据巴氏距离修正手工初始矩形框；如果否，则接收并执行形态学处理指令，获取修正后初始矩形框。本发明专利技术可提高初始区域的准确性，减少跟踪算法初始化时的矩形框与真实目标矩形框之间的偏差，提高算法准确率，进而提高目标跟踪准确率。

A method and system of manual initial frame correction based on background discrimination

【技术实现步骤摘要】
一种基于背景区分的手工初始框修正方法及系统
本专利技术涉及计算机视觉领域，特别是一种基于背景区分的手工初始框修正方法及系统。
技术介绍
如何提高运动目标的跟踪效率，跟踪精度，降低成本成为近些年来计算机视觉领域的重要研究方向。一般采用ASMS算法对目标进行跟踪计算，其直接用手工框定的区域进行算法初始化，通过该区域内的像素点提取出的灰度直方图获得目标模板，后续帧的跟踪基于此模板。ASMS算法默认了输入的初始矩形框为“准确”的目标外接矩形框，而后进行跟踪，然而在实际情况中，由于手工框定矩形框不一定“准确”，与真实初始框存在着一定的偏差，因此易受影响而降低算法跟踪准确率，即该算法对初始扰动敏感。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种基于背景区分的手工初始框修正方法及系统，可提高初始区域的准确性，减少实际矩形框与真实初始框之间的偏差，提高算法准确率，进而提高目标跟踪准确率。本专利技术采用的技术方案是：一种基于背景区分的手工初始框修正方法，包括如下步骤：S1、对接收的目标图像进行预处理；S2、判断目标图像是否大于100像素，如果是，则进入步骤S3；如果否，则接收并执行形态学处理指令，获取初始矩形框，执行结束；S3、接收手工框定矩形框为初始矩形框的指令；S4、接收并执行将初始矩形框扩大1.5倍的指令，获取用于进行手工初始框修正的候选初始框的提取区域；S5、计算初始矩形框前景直方图与背景直方图的巴氏系数；S6、根据巴氏系数计算初始矩形框前景直方图与背景直方图的巴氏距离；S7、根据巴氏距离调整初始矩形框。对传入的图像进行预处理，即先对图像进行灰度化处理，并进行中值滤波，抑制背景噪声；对于小于或等于100像素的小目标采用传统的Area算法，即采用形态学处理，通过背景抑制、二值化、轮廓提取等方法得到许多小、亮而集中的目标区域，算法会先在手工框定的初始框内进行一次形态学处理，通过处理得到的目标轮廓来“准确”框定目标，作为初始矩形框，再进行跟踪；对于大于100像素的较大目标图像，需要将手工框定初始框做修正处理，将其扩大1.5倍，获取候选初始框的提取区域，通过计算候选初始矩形框前景直方图与背景直方图的巴氏系数及巴氏距离来衡量准确性，进而选取最佳的候选框来调整手工初始框的大小位置，提高跟踪准确率。进一步地，步骤S5还包括如下步骤：S51、接收并执行将初始矩形框缩小的指令，获取候选初始框；S52、接收并执行将候选初始框移动至提取区域左上角的指令，并计算候选初始框灰度直方图；S53、计算候选初始框前景直方图与背景直方图的巴氏系数BC2；S54、判断BC2是否小于BC1，如果是，则接收并执行将BC2的值赋予给BC1的指令，并进入步骤S6；如果否，则进入步骤S6。通过缩小初始矩形框，获取候选初始框，记录多个候选初始框前景直方图与背景直方图的巴氏系数，将巴氏系数最小值赋予给初始矩形框的巴氏系数，可得到更加准确的结果，提高准确率。进一步地，步骤S5还包括如下步骤：S55、接收并执行将候选初始框进行移动的指令；S56、判断移动后的候选初始框是否超出提取区域右下角边界，如果是，则进入步骤S57；如果否，则进入步骤S54；S57、接收并执行将候选初始框放大的指令；S58、判断候选初始框的尺寸是否为原初始矩形框尺寸的1.25倍，如果是，则进入步骤S6；如果否，则进入步骤S52。通过移动放大初始矩形框，获取候选初始框，记录多个数值，进一步获取最小巴氏系数值，提高准确率。进一步地，步骤S7包括如下步骤：S71、判断初始矩形框前景直方图与背景直方图的巴氏距离是否大于1.5，如果是，则进入步骤S72；如果否，则提示重新标定初始矩形框位置，并进入步骤S3；S72、获取巴氏系数值最小的候选初始框，调整初始矩形框。根据巴氏距离调整初始矩形框的大小位置，提高准确性，有利于进行下一步的目标跟踪，提高跟踪效果。一种基于背景区分的手工初始框修正系统，包括图像预处理模块、判断图像像素模块、初始矩形框模块、提取区域模块、巴氏系数模块、巴氏距离模块及调整模块，其中：图像预处理模块，用于对接收的目标图像进行预处理；判断图像像素模块，用于判断目标图像是否大于100像素，如果是，则初始矩形框模块工作；如果否，则接收并执行形态学处理指令，获取初始矩形框，执行结束；初始矩形框模块，用于接收手工框定矩形框为初始矩形框的指令；提取区域模块，用于接收并执行将初始矩形框扩大1.5倍的指令，获取候选初始框的提取区域；巴氏系数模块，用于计算初始矩形框前景直方图与背景直方图的巴氏系数BC1；巴氏距离模块，用于根据巴氏系数计算初始矩形框前景直方图与背景直方图的巴氏距离；调整模块，用于根据巴氏距离调整初始矩形框。对接收的目标图像进行预处理，即先对图像进行灰度化处理，并进行中值滤波，抑制背景噪声；对于小于或等于100像素的小目标采用传统的Area算法，即采用形态学处理，通过背景抑制、二值化、轮廓提取等方法得到许多小、亮而集中的目标区域，算法会先在初始框内进行一次形态学处理，通过处理得到的目标轮廓来“准确”框定目标，作为初始矩形框，再进行跟踪；对于大于100像素的较大目标图像，将手工框定矩形框作为初始矩形框，将初始矩形框扩大1.5倍，获取提取区域，通过计算初始矩形框前景直方图与背景直方图的巴氏系数及巴氏距离进而调整初始矩形框的大小位置，提高跟踪准确率。进一步地，所述巴氏系数模块还包括缩小子模块、灰度直方图子模块、计算子模块及第一判断子模块，其中：缩小子模块，用于接收并执行将初始矩形框缩小的指令，获取候选初始框；灰度直方图子模块，用于接收并执行将候选初始框移动至提取区域左上角的指令，并计算候选初始框灰度直方图；计算子模块，用于计算候选初始框前景直方图与背景直方图的巴氏系数BC2；第一判断子模块，用于判断BC2是否小于BC1，如果是，则接收并执行将BC2的值赋予给BC1的指令，巴氏距离模块工作；如果否，则巴氏距离模块工作。通过缩小初始矩形框，获取候选初始框，记录多个候选初始框前景直方图与背景直方图的巴氏系数，将巴氏系数最小值赋予给初始矩形框的巴氏系数，可得到更加准确的结果，提高准确率。进一步地，所述巴氏系数模块还包括移动子模块、第二判断子模块、放大子模块及第三判断子模块，其中：移动子模块，用于接收并执行将候选初始框进行移动的指令；第二判断子模块，用于判断移动后的候选初始框是否超出提取区域右下角边界，如果是，则放大子模块工作；如果否，则第一判断子模块工作；放大子模块，用于接收并执行将候选初始框放大的指令；第三判断子模块，用于判断候选初始框的尺寸是否为原初始矩形框尺寸的1.25倍，如果是，则巴氏距离模块工作；如果否，则灰度直方图子模块工作。通过移动放大初始矩形框，获取候选初始框，记录多个数值，进一步获取最小巴氏系数值，提高准确率。进一步地，所述调整模块包括第四判断子模块和调整子模块，其中：第四判断子模块，用于判断初始矩形框前景直方图与背景直方图的巴氏距离是否大于1.5，如果是，则调整子模块工作；如果否，则提示重新标定初始矩形框位置，并等待一段时间，初始矩形框工作；调整子模块，用于获取巴氏系数值最小的候选初始框，调整初始矩形框。根据巴氏距离调整初始矩形框的大小位置，提高准确性，有利于进行下一步的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于背景区分的手工初始框修正方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、对接收的目标图像进行预处理；S2、判断目标图像是否大于100像素，如果是，则进入步骤S3；如果否，则接收并执行形态学处理指令，获取初始矩形框，执行结束；S3、接收手工框定矩形框为初始矩形框的指令；S4、接收并执行将初始矩形框扩大1.5倍的指令，获取用于进行手工初始框修正的候选初始框的提取区域；S5、计算初始矩形框前景直方图与背景直方图的巴氏系数BC1；S6、根据巴氏系数计算初始矩形框前景直方图与背景直方图的巴氏距离；S7、根据巴氏距离调整初始矩形框。

【技术特征摘要】
1.一种基于背景区分的手工初始框修正方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、对接收的目标图像进行预处理；S2、判断目标图像是否大于100像素，如果是，则进入步骤S3；如果否，则接收并执行形态学处理指令，获取初始矩形框，执行结束；S3、接收手工框定矩形框为初始矩形框的指令；S4、接收并执行将初始矩形框扩大1.5倍的指令，获取用于进行手工初始框修正的候选初始框的提取区域；S5、计算初始矩形框前景直方图与背景直方图的巴氏系数BC1；S6、根据巴氏系数计算初始矩形框前景直方图与背景直方图的巴氏距离；S7、根据巴氏距离调整初始矩形框。2.根据权利要求1所述的基于背景区分的手工初始框修正方法，其特征在于，步骤S5还包括如下步骤：S51、接收并执行将初始矩形框缩小的指令，获取候选初始框；S52、接收并执行将候选初始框移动至提取区域左上角的指令，并计算候选初始框灰度直方图；S53、计算候选初始框前景直方图与背景直方图的巴氏系数BC2；S54、判断BC2是否小于BC1，如果是，则接收并执行将BC2的值赋予给BC1的指令，并进入步骤S6；如果否，则进入步骤S6。3.根据权利要求2所述的基于背景区分的手工初始框修正方法，其特征在于，步骤S5还包括如下步骤：S55、接收并执行将候选初始框进行移动的指令；S56、判断移动后的候选初始框是否超出提取区域右下角边界，如果是，则进入步骤S57；如果否，则进入步骤S54；S57、接收并执行将候选初始框放大的指令；S58、判断候选初始框的尺寸是否为原初始矩形框尺寸的1.25倍，如果是，则进入步骤S6；如果否，则进入步骤S52。4.根据权利要求3所述的基于背景区分的手工初始框修正方法，其特征在于，步骤S7包括如下步骤：S71、判断初始矩形框前景直方图与背景直方图的巴氏距离是否大于1.5，如果是，则进入步骤S72；如果否，则提示重新标定初始矩形框位置，并等待一段时间，进入步骤S3；S72、获取巴氏系数值最小的候选初始框，调整初始矩形框。5.一种基于背景区分的手工初始框修正系统，其特征在于，包括图像预处理模块、判断图像像素模块、初始矩形框模块、提取区域模块、巴氏系数模块、巴氏距离模块及调整模块，其中：图像预处理模块，用于对接收的目标图像进行预处理；判断图...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾海涛，范世炜，王磊，赵行伟，周兰兰，邓文浩，
申请(专利权)人：绵阳慧视光电技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川,51