[发明专利]基于单纯形法的对象跟踪方法

摘要

本发明公开了一种基于单纯形法的对象跟踪方法，在已获取的图像中对选定目标进行跟踪处理，通过目标选取、图像输入、选择单纯形顶点、计算顶点与目标的距离、顶点排序、进行单纯形操作、目标预测等步骤，经过一定次数的迭代之后，找到与目标距离最小的那个节点，即目标在当前图像的位置，从而实现对目标对象的跟踪。本发明方法可以实现实时快速移动对象跟踪，在跟踪失败后自动恢复。

主权项

基于单纯形法的对象跟踪方法，在已获取的图像中对选定目标进行跟踪处理，包括如下流程：（1）选取跟踪目标通过运动目标检测方法自动提取或人机交互方法手动指定，从选定的图像中选取要跟踪的目标对象，计算目标对象的表观统计信息；（2）图像输入在实时处理情况下，提取通过摄像头采集并保存在存储区的视频图像，作为要进行跟踪的输入图像；在离线处理情况，将已采集的视频文件分解为多个帧组成的图像序列，按照时间顺序，逐个提取帧图像作为输入图像；将跟踪区域设置为整个图像；如果输入图像为空，则整个流程中止；（3）选择单纯形顶点在初始情况下，将目标对象所在的位置设为第一个顶点；在跟踪过程中，将每一次定位的目标位置作为第一个顶点；在第一个顶点的周围四个不同的方向上再选择四个顶点，顶点间的距离根据目标对象的尺寸来设置，由此，得到5个顶点，即5个候选目标位置； （4）计算顶点与目标的距离计算每个顶点的表观统计信息，计算顶点与目标的距离Ｄ，该距离定义为：D = 1 － 两个表观统计信息矢量间夹角的余弦值；（5）顶点排序按照顶点与目标距离从小到大的顺序，将顶点重新排序，如果头顶点与目标的距离满足设定条件，跟踪完成，跳转到（2）；如果头顶点与目标的距离超过预设边界值，则跳转到（7），否则，继续；D = 1 － 两个表观统计信息矢量间夹角的余弦值；（6）进行单纯形操作将距离最大的顶点，即最后一个顶点进行单纯形操作，操作完成后，跳转到（4）；（7）目标预测根据目标对象在前一时刻的位置和运动向量，预测其在当前图像中的位置,计算公式如下：目标当前位置的横坐标 = 目标前一时刻的横坐标 + 目标横向运动速度×时间间隔目标当前位置的纵坐标 = 目标前一时刻的纵坐标 + 目标纵向运动速度×时间间隔同时，目标的运动向量表示不变;目标预测完成后，跳转到（2）;经过以上（3）‑（6）的处理一定次数的单纯形操作之后，将与目标距离最小的那个顶点作为目标在当前图像的位置，从而实现对目标对象的跟踪。