[发明专利]多目标跟踪方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及目标跟踪技术领域，特别是涉及一种多目标跟踪方法及一种多目标跟踪装置。

背景技术

目标跟踪是机器视觉的核心问题之一，是一个融合图像处理、模式识别、人工智能及自动控制等不同领域先进成果的高新技术，在军事制导、视频监控、医疗诊断、产品检测、虚拟现实等众多领域有重要的实用价值和广阔的发展前景。

然而，由于被跟踪目标本身特征的多样性和外部环境的复杂性，目标跟踪一直是一个极富挑战性的课题。一个鲁棒的目标跟踪算法必须要能够解决跟踪过程中遇到的各种困难，如旋转、尺寸变化、光照变化等，其中遮挡问题是其中的难点。遮挡是目标跟踪中的常见情况。主要有以下两种遮挡：一是被背景中的静止目标所遮挡；二是多目标之间的互相遮挡；目标遮挡的过程又分为三个阶段：一是目标开始进入遮挡，这时关于目标的信息会逐渐丢失；二是目标处于遮挡之中，该过程中信息一直保持丢失状态；三是目标离开遮挡，目标信息逐渐恢复。

复杂背景下的目标跟踪由于很难提取出目标进行跟踪，因此在复杂背景下很难达到性能稳定的目标提取效果，一般采用基于模板的相关匹配跟踪技术。对于近距离面目标或尺寸很大的面目标，目标图像占据视场的大部分或充满视场，图像相关匹配的数据和计算量很大。图像相关匹配的计算实时性在一定程度上决定了该技术的实用性。

在复杂背景下，运动目标存在不同程度的遮挡，此时不能根据图像特征来分辨遮挡物，一般采用基于模板的相关跟踪算法。但是常用的单模板跟踪算法存在着不确定性：匹配点与极值点的不确定性、相关峰宽度的不确定性、图像变化造成的不确定性和判定准则的不确定性。为了改善单模板匹配存在的问题，业界提出了采用动态模板和遮挡检测的方法来解决目标发生遮挡时的跟踪问题，但更新后的模板与真正目标差异仍然很大，跟踪稳定性较差。

发明内容

基于此，本发明提供一种多目标跟踪方法及装置，能够有效提高目标跟踪的稳定性。

一种多目标跟踪方法，包括以下步骤：

在获取视频图像后，对所述视频图像进行分割，根据分割的结果提取所有待跟踪目标的斑点；

对各斑点进行拟合得到相应的拟合形状，并将所述拟合形状的像素与待跟踪目标进行关联；

根据所述拟合形状及待跟踪目标的数量判断是否发生遮挡；

若是，则对待跟踪目标及相应的斑点进行遮挡分析，并根据关联的结果及遮挡分析的结果将各斑点中的像素赋给相应的待跟踪目标，使得待跟踪目标与相应斑点中的预定像素一一对应后，对各待跟踪目标进行跟踪。

一种多目标跟踪装置，包括：

图像分割及斑点获取模块，在获取视频图像后，对所述视频图像进行分割，根据分割的结果提取所有待跟踪目标的斑点；

关联模块，用于对各斑点进行拟合得到相应的拟合形状，并将所述拟合形状的像素与待跟踪目标进行关联；

判断模块，根据所述拟合形状及待跟踪目标的数量判断是否发生遮挡；

赋值模块，用于当所述判断模块的判断结果为是时，对待跟踪目标及相应的斑点进行遮挡分析，并根据关联的结果及遮挡分析的结果将各斑点中的像素赋给相应的待跟踪目标，使得待跟踪目标与相应斑点中的预定像素一一对应后，对各待跟踪目标进行跟踪。

由以上方案可以看出，本发明的多目标跟踪方法及装置在获取视频图像后获取待跟踪目标的斑点，对各斑点进行拟合得到相应的目标，并将所述斑点与目标进行关联，当出现多个目标发生遮挡时，则进行遮挡分析得出遮挡物与被遮挡物分别对应斑点中的像素集，再根据关联的结果及遮挡分析的结果将各斑点的像素赋给相应的目标。本发明通过对各待跟踪目标赋予相应斑点的像素，使得各待跟踪目标与相应斑点的像素集一一对应，即利用了空间分布和纹理信息来将各斑点的像素与对应目标关联起来，从而提高了对目标的跟踪的稳定性。另外，本发明根据所述关联的结果及遮挡分析的结果使得待跟踪目标与相应斑点中的像素进行对应后，对待跟踪目标进行跟踪，从而使得跟踪的速度更快、准确度更高。

附图说明

图1为本发明实施例中一种多目标跟踪方法的流程示意图；

图2为本发明实施例中目标和斑点可能存在的关系示意图；

图3为本发明实施例中两个目标发生遮挡过程的示意图；

图4为本发明实施例中一种多目标跟踪装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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发明，并不用于限定本发明。