[发明专利]人体目标锁定跟踪装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及视频监控领域，特别涉及人体目标锁定跟踪技术。

背景技术

随着社会的不断进步，视频监控系统的应用范围越来越广。现有的数字监控系统远远不能满足于许多应用场合的需要，主要体现在智能化程度不够高，还处于一种半自动化状态，很多场合还需要人工干预，比如当发现异常情况（如运动目标等）时，不能自动的识别和跟踪目标，不能自动地完成光圈调整和聚焦功能，这一切都需要人工来完成，由于人工操作具有滞后性，使许多重要的信息丢失。整个系统处于一种被动监控之中。因此为了解决上述问题，快球需要有自动跟踪的功能，要能自动检测异常目标，并能自动的调整焦距和位置使目标始终以预定尺寸处于视野的中心，得到目标丰富的信息，同时立即报警通知相关人员来处理，是一种主动的监控方式，大大发挥了快球的实际应用价值。

视频中人的信息是视频监控中最关心的部分，因此对人体进行跟踪也是自动跟踪快球最核心的功能。自动跟踪球机目前采用的技术策略基本上是基于特征匹配和运动信息相结合的方法，在目前的技术框架下有待解决的问题如下：

1.跟踪人的时候无法有效定位在人体的中心位置，在跟踪过程中有可能定位在人体的脚部、手部等非关键部位，对跟踪稳定性产生较大的影响

2.基于特征匹配的方法，由于特征更新策略很难与实际的目标特征变化吻合，不可避免会出现特征点漂移的情况，比如跟踪到地上的情况，造成跟踪失败。

3.利用运动信息的策略，在目标在运动的情况下有较好的效果，但在目标静止或轴向运动的情况下，反而造成较大干扰，造成目标在静止和轴向运行下很容易结束跟踪。

发明内容

本发明的目的在于提供一种人体目标锁定跟踪装置和方法，避免模板匹配可能漂移到地面或四肢上，提高跟踪的稳定性和跟踪定位的准确性，使得人体目标始终以一定大小保持在目标的中心，得到人体目标丰富的细节。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式公开了一种人体目标锁定跟踪装置，包括：图像分析单元、控制单元、步进电机和镜头，控制单元根据从图像分析单元得到的控制信息发送控制命令到步进电机和镜头，以驱动步进电机和镜头，图像分析单元还包括以下子单元：

跟踪目标选择子单元，用于选择人体目标锁定跟踪装置的锁定跟踪目标；

目标特征初始化子单元，用于对由跟踪目标选择子单元选择的锁定跟踪目标进行特征初始化，来获得锁定跟踪目标的特征模板；

模板匹配子单元，用于根据由目标特征初始化子单元所初始化的锁定跟踪目标的特征模板进行基于特征的模板匹配，来产生图像匹配信息；

人体检测子单元，用于根据由目标特征初始化子单元所初始化的锁定跟踪目标的特征模板获得人体的信息，具体画面中人体目标的匹配人体框信息；

多线索融合子单元，用于根据模板匹配子单元和人体检测子单元所提供的信息，自动融合两者的信息，得到当前锁定跟踪目标的状态；

模板更新子单元，用于根据多线索融合子单元所得到的当前锁定跟踪目标的状态来进行特征模板的更新。

本发明的实施方式还公开了一种人体目标锁定跟踪方法，包括以下步骤：

选择锁定跟踪目标；

对锁定跟踪目标进行特征初始化，获得锁定跟踪目标的特征模板；

对锁定跟踪目标的特征模板进行基于特征的模板匹配，产生图像匹配信息；

根据锁定跟踪目标的特征模板检测人体信息，具体为画面中人体目标的匹配人体框信息；

对模板匹配信息和人体检测信息进行加权融合，得到当前锁定跟踪目标的状态；

根据当前锁定跟踪目标的状态更新特征模板；

根据当前锁定跟踪目标的状态产生控制命令，对锁定跟踪目标进行自动跟踪。

本发明实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于：

在自动跟踪球机中引入人体检测子单元和多线索融合子单元，利用人体目标的检测信息校正模板匹配的信息，避免模板匹配可能漂移到地面或四肢上，提高跟踪的稳定性和跟踪定位的准确性，使得人体目标始终以一定大小保持在目标的中心，得到人体目标丰富的细节。

进一步地，如果有人体的信息，当定位点发生漂移的时候，有人体信息来纠正，避免漂移到背景上，造成跟踪失败。

进一步地，如果有人体的信息，可有效判断出目标静止或轴向运动，提高这种情况下的跟踪效果。