[发明专利]一种用于目标跟踪的稀疏搜索方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，尤其涉及一种用于目标跟踪的稀疏搜索方法及装置。

背景技术

目前运动目标的跟踪常采用一种全搜索算法，它将当前帧以m×m(常取4×4或8×8)为单位划分为很多宏块，对每一个宏块在前一参考帧的相应位置的上下左右一定搜索范围内(n×n，n>m，常取16)，一个像素一个像素的做宏块匹配，如图1所示。

这种全搜索算法由于需要对当前帧的当前4×4宏块与参考帧中搜索范围内的每一个像素为起点的4×4宏块做绝对差值和(SAD)，并选出其中SAD最小的位置作为目标位置，再与当前宏块位置相减得到运动矢量。全搜索算法的运算量很大，针对当前帧中的一个宏块需要执行16×16＝256次的绝对差值和计算，导致实际在进行目标跟踪时，处理器例如intel i5GPU HP4600平均每帧需要72ms的运算处理时间，在15帧/秒的帧率时，GPU占用率为85％，远远不能满足实时需求。

H.264等传统的视频编码器中常采用三步法，钻石法等搜索算法，虽然运算量减少，但搜索出来的运动矢量并不是全局最优的真运动，而只是局部最佳匹配的假运动矢量，目标跟踪算法如果使用这种假运动可能导致错误的跟踪结果。

发明内容

本发明提供一种用于目标跟踪的稀疏搜索方法及装置，以解决上述问题。

本发明提供一种用于目标跟踪的稀疏搜索方法，包括以下步骤：

将当前帧图像划分为多个宏块；对于所述当前帧图像中的任一宏块，在所述当前帧图像的参考帧图像中搜索出与所述任一宏块相似的匹配宏块，其中，在搜索所述匹配宏块的过程中，在所述参考帧图像的垂直方向上每隔N个像素点进行搜索，以及在所述参考帧图像的水平方向上每隔M个像素点进行搜索，N与M为大于零的整数；根据所述任一宏块和所述匹配宏块得到目标的运动矢量。

本发明还提供了一种用于目标跟踪的稀疏搜索装置，包括：

划分单元，连接至搜索单元，将当前帧图像划分为多个宏块；

所述搜索单元，对于所述当前帧图像中的任一宏块，在所述当前帧图像的参考帧图像中搜索出与所述任一宏块相似的匹配宏块，其中，在搜索所述匹配宏块的过程中，在所述参考帧图像的垂直方向上每隔N个像素点进行搜索，以及在所述参考帧图像的水平方向上每隔M个像素点进行搜索，N与M为大于零的整数；跟踪单元，连接至所述搜索单元，根据所述任一宏块和所述匹配宏块得到目标的运动矢量。

相较于先前技术，根据本发明提供的用于目标跟踪的稀疏搜索方法及装置，在图像的水平方向上和垂直方向上每隔若干个像素点进行搜索，从而大大减少了搜索计算量，并且实现了全局搜索，在减少搜索量的同时也能够兼顾搜索精度，大大提高了目标跟踪的实时性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1所示为相关技术中的全搜索示意图；

图2所示为根据本发明的一较佳实施例提供的用于目标跟踪的稀疏搜索方法的流程图；

图3A所示为根据本发明的一较佳实施例提供的宏块搜索示意图；

图3B所示为根据本发明的另一较佳实施例提供的宏块搜索示意图；

图4所示为根据本发明的一较佳实施例提供的用于目标跟踪的稀疏搜索装置的框图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

图2所示为根据本发明的一较佳实施例提供的用于目标跟踪的稀疏搜索方法的流程图。如图2所示，本发明的较佳实施例提供的用于目标跟踪的稀疏搜索方法包括步骤202～206。

步骤202，将当前帧图像划分为多个宏块。

步骤204，对于当前帧图像中的任一宏块，在当前帧图像的参考帧图像中搜索出与任一宏块相似的匹配宏块，其中，在搜索匹配宏块的过程中，在参考帧图像的垂直方向上每隔N个像素点进行搜索，以及在参考帧图像的水平方向上每隔M个像素点进行搜索，N与M为大于零的整数。

步骤206，根据任一宏块和匹配宏块得到目标的运动矢量。

可以根据图像的大小或者计算量来确定宏块的大小。参考帧图像是当前帧图像的前一帧图像，对当前帧图像中的任一宏块在该参考帧图像中搜索出相似的宏块。

在一优选实施例中，在当前帧图像的参考帧图像中搜索出与任一宏块相似的匹配宏块的过程具体包括：