[发明专利]基于ORB的实时视频跟踪方法和装置

权利要求书

1.一种基于ORB的实时视频跟踪方法，包括：

在参考帧中提取颜色信息和ORB特征作为初始参考，确定跟踪目标的初始位置和大小；

从数据集中实时获取当前帧，在所述当前帧上指定搜索窗口，并在所述搜索窗口中运行ORB算法，得到特征点列表；

对于所述特征点列表中的每个特征点，使用粒子滤波器在该位置构造一个新的粒子，并与目标模板进行颜色相似性计算，如果有颜色相似性超过指定阈值，则认为该颜色相似性对应的特征点位于所述跟踪目标上；

将所述颜色相似性超过指定阈值的特征点作为新的粒子，代替所述粒子滤波器中权值低于指定值的粒子，得到更新的加权粒子集，根据所述更新的加权粒子集的均值计算所述跟踪目标的估计位置。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在参考帧中提取颜色信息和ORB特征作为初始参考，确定跟踪目标的初始位置和大小，包括：

在参考帧中提取颜色信息和ORB特征作为初始参考，并在所述参考帧上绘制矩形边框来选择跟踪目标，记录中心点和边框面积，确定所述跟踪目标的初始位置和大小。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

将所述粒子滤波器初始化为N个粒子，并采用高斯公式为每个粒子计算权重，得到加权粒子集。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述当前帧上指定搜索窗口，包括：

在所述当前帧上定义一个圆心位置，取以所述圆心位置为型心的矩形作为搜索窗口，取当前粒子集的平均值作为所述搜索窗口的大小，且保持所述搜索窗口的大小不小于指定的最小值。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，与目标模板进行颜色相似性计算，包括：

使用FLANN快速最近邻搜索匹配算法与目标模板进行颜色相似性计算。

6.一种基于ORB的实时视频跟踪装置，包括：

确定模块，其配置成在参考帧中提取颜色信息和ORB特征作为初始参考，确定跟踪目标的初始位置和大小；

提取模块，其配置成从数据集中实时获取当前帧，在所述当前帧上指定搜索窗口，并在所述搜索窗口中运行ORB算法，得到特征点列表；

计算模块，其配置成对于所述特征点列表中的每个特征点，使用粒子滤波器在该位置构造一个新的粒子，并与目标模板进行颜色相似性计算，如果有颜色相似性超过指定阈值，则认为该颜色相似性对应的特征点位于所述跟踪目标上；

更新模块，其配置成将所述颜色相似性超过指定阈值的特征点作为新的粒子，代替所述粒子滤波器中权值低于指定值的粒子，得到更新的加权粒子集，根据所述更新的加权粒子集的均值计算所述跟踪目标的估计位置。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述确定模块具体配置成：

在参考帧中提取颜色信息和ORB特征作为初始参考，并在所述参考帧上绘制矩形边框来选择跟踪目标，记录中心点和边框面积，确定所述跟踪目标的初始位置和大小。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述确定模块还配置成：

将所述粒子滤波器初始化为N个粒子，并采用高斯公式为每个粒子计算权重，得到加权粒子集。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述提取模块具体配置成：

在所述当前帧上定义一个圆心位置，取以所述圆心位置为型心的矩形作为搜索窗口，取当前粒子集的平均值作为所述搜索窗口的大小，且保持所述搜索窗口的大小不小于指定的最小值。

10.根据权利要求6-9中任一项所述的装置，其特征在于，所述计算模块具体配置成：

使用FLANN快速最近邻搜索匹配算法与目标模板进行颜色相似性计算。