[发明专利]动态背景下基于固定形态的单一运动目标追踪方法和装置

权利要求书

1.一种动态背景下基于固定形态的单一运动目标的追踪方法，其特征在于，所述方法包括：

以白色背景的两条黑色交叉线作为待追踪的运动目标，通过摄像头获取待追踪的运动目标当前帧的YUV图像；

利用帧差法检测所述YUV图像中的运动目标区域；

对所述运动目标区域中的所述运动目标进行边缘检测获取二值边缘图像，并进行滤波处理；

利用霍夫变换检测所述二值边缘图像的直线及直线交点；

根据所述摄像头与所述运动目标的距离和目标的实际大小，以所述直线交点为中心确定运动目标；

所述利用帧差法检测所述YUV图像中的运动目标区域包括：

将所述YUV图像在第一预设窗口范围内像素点的Y值求和作为新的像素点，获得缩小YUV图像；

计算所述缩小YUV图像与上一帧的YUV图像的帧差值，判断所述帧差值是否大于第一预设阈值；若判断为是，则将帧差值大于第一预设阈值的区域作为所述缩小YUV图像的第一运动目标区域；

获取所述第一运动目标区域的中心点坐标，将所述中心点坐标对应到所述YUV图像中，并根据所述摄像头与所述待追踪的运动目标的距离和所述待追踪的运动目标的实际大小预估所述YUV图像中的运动目标区域。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述运动目标区域中的所述运动目标进行边缘检测获取二值边缘图像，并进行滤波处理包括：

对所述目标区域进行一次下采样，对下采样后的目标区域采用边缘检测算子P和Q进行X方向和Y方向检测，判断检测后两个方向上偏导数的最大值是否大于第二预设阈值，将偏导数的最大值大于第二预设阈值的点标记为边缘点，以获取所述待追踪目标的边缘作为二值边缘图像；其中，

获取所述二值边缘图像的背景颜色信息，判断背景颜色信息值是否小于第三预设阈值，若判断为是，则利用RGB颜色信息将背景颜色滤除；

利用形态学滤波方法将二值边缘图像进行一次膨胀，对膨胀后的二值边缘图像进行两次腐蚀，获得滤波后的二值边缘图像。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述利用霍夫变换检测所述二值边缘图像的直线及直线交点包括：

随机获取所述滤波后的二值边缘图像中的若干个特征点；

对所述若干个特征点进行霍夫变换，统计霍夫空间内角度值θ对应的值r相同的点的个数；判断所述个数是否大于第四预设阈值，若判断为是，将角度值θ作为直线的方向，且确定霍夫空间中的点(θ，r)对应的直角坐标系中的点(x，y)是直线上的点；

从点(x，y)出发沿直线方向θ进行位移，依次位移一个第一预设位移间距，判断位移后的点是否是所述二值边缘图像中的边缘点，若判断为是，则确定该点是直线上的点，若判断为否，则进一步判断所述位移后的点周围第三预设窗口范围内的点是否是所述二值边缘图像中的边缘点，若判断为是，则确定该点是直线上的点，直到找到所述二值边缘图像的直线上的两个端点；

计算所述直线的长度，判断所述直线的长度是否大于第五预设阈值，若判断为是，则将该直线确定为所述待追踪的运动目标的直线；并再次从点(x，y)出发，沿该直线方向θ进行位移，依次位移一个第二预设位移间距，将位移后的点周围的第二预设窗口范围内的点删除；

重复上述步骤，直到找到所述待追踪目标的所有直线，判断所述所有直线是否存在交点，若判断为是，则确定直线及直线交点。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

设定预设检测步长；对所述待追踪的运动目标的经过预设检测步长的下一帧YUV图像中的运动目标区域进行边缘、滤波处理和直线及直线交点的检测，若检测到直线及直线交点，确定运动目标并继续追踪；若没有检测到直线或直线交点，扩大所述下一帧YUV图像中的运动目标区域进行检测，若仍没有检测到直线或直线交点，则重新对所述待追踪的运动目标进行追踪。