一种运动目标跟踪方法、系统及终端技术方案

本发明专利技术适用于图像处理领域，提供了一种运动目标跟踪方法、系统及终端，方法包括：获取当前帧参考模板，根据当前帧参考模板在当前帧上检测新目标；根据新目标的检测结果确定目标模板；根据目标模板建立目标模板观测模型；在当前帧上采样目标模板对应的准目标，根据准目标建立准目标观测模型；计算目标模板观测模型和准目标观测模型的相似度，根据目标模板观测模型和准目标观测模型的相似度预测目标位置；根据目标位置建立预测目标观测模型，计算目标模板观测模型和预测目标观测模型的相似度，根据目标模板观测模型和预测目标观测模型的相似度确定下一帧参考模板。通过本发明专利技术实时、准确的实现了复杂背景下动态运动目标的跟踪。

【技术实现步骤摘要】
一种运动目标跟踪方法、系统及终端
本专利技术图像处理领域，尤其涉及一种运动目标跟踪方法、系统及终端。技术背景运动目标跟踪是现代视觉技术的基础，在工业过程控制、医学研究、成像制导等领域具有重要的实用价值，现今被广泛地应用于军事、安防及交通。现有技术中，视频图像的运动目标追踪存在多个难点问题，主要包括1)由于追踪过程中目标的平移或者旋转运动，引起与摄像机的距离和视角发生变化，会造成目标图像的尺度伸缩变化和形变，这些变化会造成目标图像表达的非线性变化， 从而导致追踪的失效；2)遮挡也是运动追踪的一大难题，即在前后两帧中，由于目标的运动，目标物体的被覆盖和暴露的区域在前后两帧图像中不存在对应关系，而追踪目标的部分遮挡，会引起目标的不规则变化，目标的全部遮挡，还会引起目标的暂时消失。对于复杂的运动模式，现有技术主要采用滤波预测算法进行追踪，在运动目标可能出现的区域内进行局部搜索，当目标具有复杂的运动模式时，如目标的运动速度或者方向突然发生改变，运动目标不在预测的搜索区域中时，会造成简单滤波预测算法失效，进而造成目标丢失。另外，由于基于视觉追踪方法的处理对象通常是包含在巨大数据量的序列图像数据或者视频流数据。往往需要大量的运算时间，很难达到实时性的要求，虽然简单的算法能够实现实时追踪，但追踪精度不够，而复杂的算法虽然具有较高的追踪精度，但是运算时间长，影响实时性。如何选择实时、高效的目标进行跟踪一直是行业致力研究的重点。综上，现有技术在进行运动目标追踪的过程中，当复杂背景图像中的运动目标的形状和大小发生改变时，存在易丢失跟踪目标或实时性较低的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种运动目标跟踪方法，旨在解决现有技术在进行运动目标追踪的过程中，当复杂背景图像中的运动目标的形状和大小发生改变时，存在目标易丢失或实时性较低的问题。本专利技术是这样实现的，一种运动目标跟踪方法，所述方法包括以下步骤获取当前帧参考模板，根据所述当前帧参考模板在当前帧上检测新目标；根据新目标的检测结果确定目标模板；根据所述目标模板建立目标模板观测模型；在当前帧上采样所述目标模板对应的准目标，所述准目标的个数根据经验值设置，根据准目标建立准目标观测模型；计算所述目标模板观测模型和准目标观测模型的相似度，根据所述目标模板观测模型和准目标观测模型的相似度预测目标位置；根据所述目标位置建立预测目标观测模型，计算所述目标模板观测模型和预测目标观测模型的相似度，根据所述目标模板观测模型和预测目标观测模型的相似度确定下一帧参考模板。本专利技术的另一目的在于提供一种运动目标跟踪系统，所述系统包括目标检测单元，用于获取当前帧参考模板，根据所述当前帧参考模板在当前帧上检测新目标；目标模板确定单元，用于根据所述目标检测单元新目标的检测结果确定目标模板；目标模板观测模型建立单元，根据所述目标模板确定单元确定的目标模板建立目标模板观测模型；准目标观测模型建立单元，用于在当前帧上采样所述目标模板确定单元确定的目标模板对应的准目标，所述准目标的个数根据经验值设置，根据准目标建立准目标观测模型；目标位置预测单元，用于计算所述目标模板观测模型建立单元建立的目标模板观测模型和所述准目标观测模型建立单元建立的准目标观测模型的相似度，根据目标模板观测模型和准目标观测模型的相似度预测当前帧的目标位置；参考模板更新单元，用于根据所述目标位置计算单元预测的目标位置建立预测目标观测模型，计算所述目标模板观测模型建立单元建立的目标模板观测模型和所述预测目标观测模型的相似度，根据所述目标模板观测模型和预测目标观测模型的相似度确定下一帧参考模板。本专利技术的又一目的在于提供包括上述运动目标跟踪系统的显示终端。在本专利技术中，通过获取当前帧参考模板，根据当前帧参考模板在当前帧上检测新目标，根据新目标的检测结果确定目标模板，根据目标模板建立目标模板观测模型，在当前帧上采样目标模板对应的准目标，准目标的个数根据经验值设定，根据准目标建立准目标观测模型；计算目标模板观测模型和准目标观测模型计算目标模板的相似度，根据目标模板观测模型和准目标观测模型的相似度预测目标位置；根据目标位置建立预测目标观测模型，计算目标模板观测模型和预测目标观测模型的相似度，根据目标模板观测模型和预测目标观测模型的相似度确定下一帧参考模板，本专利技术实时、准确的实现了运动目标跟踪过程中运动目标的预测和参考模板的更新。较好的解决了因大部分运动目标形状和大小不断变化，跟踪目标容易丢失的问题，且无需占用较多数据处理资源，对于复杂背景下动态运动目标的跟踪具有较强的实用性。附图说明图1是本专利技术实施例提供的运动目标跟踪方法的流程图2是本专利技术一个示例提供的复杂背景下多运动目标跟踪方法的流程图3是本专利技术实施例提供的运动目标跟踪系统的结构图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术实施例通过获取当前帧参考模板，根据当前帧参考模板在当前帧上检测新目标，根据新目标的检测结果确定目标模板，根据目标模板建立目标模板观测模型，在当前帧上采样目标模板对应的准目标，准目标的个数根据经验值设置，根据准目标建立准目标观测模型；计算目标模板观测模型和准目标观测模型计算目标模板的相似度，根据目标模板观测模型和准目标观测模型的相似度预测目标位置；根据目标位置建立预测目标观测模型，计算目标模板观测模型和预测目标观测模型的相似度，根据目标模板观测模型和预测目标观测模型的相似度确定下一帧参考模板，实时、准确的实现了运动目标过程中的运动目标预测和参考模板的更新。图1示出了本专利技术实施例提供的运动目标跟踪方法的流程图。在步骤SlOl中，获取当前帧参考模板，根据所述当前帧参考模板在当前帧上检测新目标；在本专利技术实施例中，当前帧参考模板的个数可以为多个，也可以为0，新目标为在上一帧中未出现而在当前帧出现的目标。步骤SlOl中根据所述当前帧参考模板在当前帧上检测新目标的步骤具体为在当前帧进行目标检测得到检测目标；当当前帧参考模板的个数为0时，检测目标为新目标，当参考模板的个数至少为 1，且当当前帧参考模板和检测目标没有交集时，检测目标为新目标，否则为未检测到新目标。在步骤S102中，根据新目标的检测结果确定目标模板；具体应用时，步骤S102具体为当在当前帧未检测到新目标时，目标模板为当前帧参考模板；当在当前帧检测到新目标时，目标模板包括当前帧参考模板和新目标。 在步骤S103中，根据所述目标模板建立目标模板观测模型；在步骤S104中，在当前帧上采样所述目标模板对应的准目标，所述准目标个数根据经验值设定，根据准目标建立准目标观测模型；通常目标模板有多个，为每个目标模板采样多个准目标，假设目标模板对应的准目标的采样个数预设为N，步骤S104中在当前帧上采样所述目标模板对应的准目标的步骤具体为以所述目标模板的中心位置为圆心，将半径为R的圆的圆弧上的8等分点作为8 个准目标的中心位置，以相同的步进扩大半径，直至采样到N个准目标的中心位置，并将N 个准目标的长宽设置为与所述目标模板相同。其中，8等分点的起始位置可以预设，步进也可以预设，采样方式可以是顺时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：廖家亮，杨江华，李运秀，梁日雄，梁火炎，于兆和，张俊，
申请(专利权)人：深圳市宝捷信科技有限公司，
类型：发明
国别省市：