解决多目标交汇遮挡的跟踪装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种目标跟踪的装置及方法，能够解决多目标交汇遮挡的问题。所述方法包括：提取目标图像中目标的特征，包括目标的位置、直方图和速度，并输出所述特征；根据上一帧中目标的位置、速度，预测当前帧中目标的位置；根据各个目标的位置，判断目标之间是否发生遮挡／分离，将遮挡的目标编入遮挡组，将分离的目标从遮挡组内剔除；判别出孤目标，并计算每个孤目标与该孤目标前景的特征匹配系数，把匹配系数输入到匹配系数矩阵，以便后期的匹配决策；从匹配系数矩阵中选择出最佳匹配对并输出；根据匹配结果，更新目标的信息，所述信息包括尺寸、面积和直方图；完成目标状态转换，丢失目标删除，及新目标生成等处理。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及图像处理和视频监控，特别涉及一种解决多目标交汇遮挡的跟踪装置 及方法。
技术介绍
运动目标检测、跟踪是智能视频监控技术的基础，其检测结果、跟踪结果直接影响 着后期事件(诸如入侵、物品遗留、物品被盗、车辆逆向行驶等)检测的误警率和虚警率。 因此，运动目标检测、跟踪的方法得到了广泛的关注。公开号为CN 1875379A的中国专利申请公开了一种考虑了各匹配特征的范围和 方差的，对视频图像中的对象跟踪方法和装置。公开号为CN 101017572A的中国专利申请 公开了一种用在帧视频序列中跟踪非刚性物体的方法，从视频中提取包括像素位置和属性 的特征，用这些特征构建一个协方差矩阵，该协方差矩阵用于跟踪的目的作为物体的描述 符，通过基于李代数平均的更新机制来管理物体变形和外表改变。上述目标跟踪方法能够 跟踪简单场景中的单个目标，但是一旦场景中出现目标被遮挡情况时，上述方法会出现目 标跟踪丢失问题。公开号为CN 101283376A的中国专利申请公开了一种使用轨迹分段分析的双向 跟踪技术，首先通过在序列的每帧中生成本地二维模式的稀疏集来最小化序列的整体状态 空间，二维模式被换成三维体中的三维点，使用谱聚技术来群集三维点，其中每个群集点对 应于目标的可能的轨迹分段，如果在序列中有遮挡，那么就生成遮挡分段，一定程度上处理 了部分或完全遮挡。美国专利申请us 2008/0166045A1公开了一种视频序列中的跟踪目标 方法，其包括对一定程度的复杂情节进行鲁棒跟踪的新的匹配处理，该匹配处理用于检测 遮挡事件的开端，并对所得的组域执行组分割，从而保持对被跟踪的单个目标的识别。上述方法和装置在检测理想情况下或场景简单时，可以解决目标遮挡问题，但是 当含有大量噪声情况的场景中存在多目标交汇遮挡时，遮挡前的交汇点、遮挡后的分离点 触发的可靠性将大大降低，从而导致跟踪轨迹终断，目标跟踪丢失。综上所述，目前迫切需要提出能解决大量噪声情况下多目标交汇遮挡的问题，同 时具有较强鲁棒性的目标跟踪装置和方法。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的主要目的在于解决大量噪声情况下多目标交汇遮挡的问题， 提高跟踪的实用性、连续性和可靠性。为了实现这一目的，按照本专利技术的第一个方面，提供了一种解决多目标交汇遮挡 的跟踪装置，包括特征提取模块，用于提取目标图像中目标的特征，包括目标的位置、直方 图和速度，并输出所述特征；目标预测模块，用于根据上一帧中目标的位置、速度，预测当前 帧中目标的位置；遮挡分离处理模块，用于根据多个目标的位置，判断多个目标之间是否发 生遮挡/分离，将相互发生遮挡的目标编入遮挡组，将分离的目标从遮挡组内剔除；多目标分离匹配系数计算模块，用于判别出孤目标，并计算每个孤目标与该孤目标前景的特征匹配系数，把匹配系数输入到匹配系数矩阵，以便后期的匹配决策；多目标分离匹配决策模 块，用于从匹配系数矩阵中选择出最佳匹配对并输出；多目标信息更新模块，用于根据匹配 结果，更新目标的信息，所述信息包括尺寸、面积和直方图；和跟踪后处理模块，用于完成目 标状态转换，丢失目标删除，及新目标生成等处理。按照本专利技术的第二个方面，还提供了一种解决多目标交汇遮挡的方法，其特征在 于，该方法包括提取目标图像中目标的特征，包括目标的位置、直方图和速度，并输出所述 特征；根据上一帧中目标的位置、速度，预测当前帧中目标的位置；根据各个目标的位置， 判断目标之间是否发生遮挡/分离，将遮挡的目标编入遮挡组，将分离的目标从遮挡组内 剔除；判别出孤目标，并计算每个孤目标与该孤目标前景的特征匹配系数，把匹配系数输入 到匹配系数矩阵，以便后期的匹配决策；从匹配系数矩阵中选择出最佳匹配对并输出；根 据匹配结果，更新目标的信息，所述信息包括尺寸、面积和直方图；完成目标状态转换，丢失 目标删除，及新目标生成等处理。本专利技术的优点在于实现了复杂背景下多目标的准确跟踪，解决了目标交汇过程中 因目标相互遮挡造成的目标跟踪丢失问题，能够确保目标在复杂场景下的连续跟踪，同时 本专利技术的装置和方法具有很强的鲁棒性。此外，本专利技术还具有很强的实用性，可以用于智能 视频监控装置中，用以实现目标分类识别、运动目标警戒、运动目标跟踪、PTZ跟踪、自动特 写拍摄、目标行为检测、流量检测、拥挤检测、遗留物检测、被盗物检测、烟雾检测和火焰检 测等功能。附图说明下面将参照附图对本专利技术的具体实施方式进行详细介绍，其中图1示出了按照本专利技术的解决多目标交汇遮挡的跟踪装置；图2示出了按照本专利技术的遮挡分离处理模块；图3示出了按照本专利技术的遮挡、分离、交汇的示意图；图4示出了按照本专利技术的遮挡稳定模块的时序示意图；图5示出了按照本专利技术的判别孤目标的前景建立的两类模型的示意图；图6示出了按照本专利技术的目标信息更新模块；图7示出了按照本专利技术的一例遮挡过程的未修正轨迹以及修正后轨迹的示意图。 具体实施例方式首先，给出本专利技术中使用的一些术语的定义。^X在描述本专利技术时，全部使用下列定义(包括上面的描述)。T :Tracks/Targets 跟踪轨迹/跟踪目标M =Measures检测区域/前景检测G Group组检测检测到的当前帧的前景团块，例如通过检测器检测到的。检测区域前景检测的外接矩形区域。目标连续多帧匹配形成的检测序列，例如通过跟踪器连续多帧匹配形成的。目标区域目标的外接矩形区域。目标位置目标质心在图像中的坐标位置(U，ν)。有趋势目标当目标生成后，连续跟踪多帧(例如可以选为8帧)后且沿某一方向 移动一定距离(例如可以选为10个像素)的目标。交叠检测区域与目标区域或目标区域与目标区域二者发生叠压。即，二者在图像 中面积交集不为空集μ η τ兴φ或者τι η Τ2兴φ。其中“交”为相互的含义，“叠”为叠 压。表征两个对象间的关系。遮挡判据模块中的交叠判据用于判断是否出现1个检测区域叠压2个目标的现象。分离判据模块中的交叠判据用于判断是否出现2个检测区域叠压1个目标的现象。交汇当两个或多个跟踪目标移动到某一相对较近的空间位置时，使目标在图像 中表现为被其他目标遮挡的状态，称目标间发生交汇。“交”说明二者面积的交叠，“汇”为 二者路径的聚拢。仅表征目标所处的过程状态。遮挡特指目标间发生的交叠现象。仅表征目标的瞬时状态。首次遮挡交汇目标首次发生交叠时的状态。即当两个或多个跟踪目标的前景 检测从非交汇状态变为交汇状态时刻的瞬时状态。分离当两个或多个跟踪目标的前景检测从交汇状态变为非交汇状态时刻的瞬时 状态。遮挡过程指两个或多个跟踪目标从首次遮挡到分离的全部交汇过程，持续状态。组为遮挡在一起的目标编制一个组，组内可以共享组员(遮挡目标)的信息，如 Id、面积、直方图等。组集管理帧内的全部遮挡组的集合。分离模型为了处理的简化，把复杂的分离过程简化成几个典型模型。mT-nM 通用的分离模型，η个目标对m个检测的分离模型的简写。2T-2M 最简单的分离模型，2个目标对2个检测的分离模型的简写。两目标分离即2T-2M模型，发生分离时，遮挡组内仅存在2个目标。这是目标分 离模型中最简单的模型。任何多目标分离最后都要经过这一模型。匹配T找到自己对应的M的过程。Ti-Mj 一个匹配对的简写，表示第i个T和第j个M相互匹配。最佳匹配对在匹配矩阵中，决策本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种解决多目标交汇遮挡的跟踪装置，其特征在于，该装置包括：特征提取模块，用于提取目标图像中目标的特征，包括目标的位置、直方图和速度，并输出所述特征；目标预测模块，用于根据上一帧中目标的位置、速度，预测当前帧中目标的位置；遮挡分离处理模块，用于根据多个目标的位置，判断多个目标之间是否发生遮挡／分离，将相互发生遮挡的目标编入遮挡组，将分离的目标从遮挡组内剔除；多目标分离匹配系数计算模块，用于判别出孤目标，并计算每个孤目标与该孤目标前景的特征匹配系数，把匹配系数输入到匹配系数矩阵，以便后期的匹配决策；多目标分离匹配决策模块，用于从匹配系数矩阵中选择出最佳匹配对并输出；多目标信息更新模块，用于根据匹配结果，更新目标的信息，所述信息包括尺寸、面积和直方图；和跟踪后处理模块，用于完成目标状态转换，丢失目标删除，及新目标生成等处理。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄建，
申请(专利权)人：北京智安邦科技有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]