[发明专利]一种基于消亡弥留的保证多目标视频跟踪中的目标连续性的方法

摘要

本发明公开了一种基于消亡弥留的保证多目标视频跟踪中的目标连续性的方法，旨在针对视频监控、动作捕获等多目标跟踪的机器视觉场景，提供一种保证所跟踪的同一目标的连续性(即目标在每一帧中都能被识别到)的方法。主要是针对同一目标在某些帧中可能会被漏检的问题，提出一种基于消亡弥留的方法，当一个动态目标稳定存在一定时间之后(因为如果只是瞬间出现，有可能是噪点)，使其具有弥留的能力——即使在某些帧中未被识别出来，仍然认为其存在，并在之前被识别的位置制造该目标的留影，直至其又被识别出来(此时将被认为目标仍然存活)或连续多帧不再出现(此时将被认为目标已经消亡)。本发明算法简单、执行效率很高，能保证视频跟踪中动态目标的连续性，对视频监控、动作捕获等机器视觉方案的稳定性具有重要意义。

主权项

1.一种保证多目标视频跟踪中的目标连续性的方法，其特征包括以下步骤：(1)采用与当前机器视觉方案相称的模式识别方法从视频或摄像头中提取目标。(2)对于任意最新的一帧F(n+1)(n是帧序号)，先取出其毗邻的前一帧F(n)，然后a)对于帧F(n)中的每一个目标O_n(i)(0≤i＜N(n)，N(n)是帧F(n)的目标总数)，根据其位置P_n(i)、速度V_n(i)和加速度A_n(i)三个矢量与帧间隔时间TF(n)，预测其在帧F(n+1)中的可能位置b)然后对于帧F(n+1)中的每一个目标O_n+1(j)(0≤j＜N(n+1)，N(n+1)是帧F(n+1)的目标总数)，分别计算其P_n+1(j)与每一个之间的欧式距离即并根据D(i，j)取值最小的原则确定帧F(n)中的每一个目标O_n(i)到帧F(n+1)中的每一个目标O_n+1(j)的对应关系；如果多个不同的O_n(i)对应到了同一个O_n+1(j)，即产生了冲突，则将D(i，j)取值最小的设为对应，然后其他O_n(i)需要重新在剩下的O_n+1(j)中寻找D(i，j)最近的目标，以此逐项类推以调整所有冲突。建立对应关系后，计算O_n+1(j)的速度V_n+1(j)(V_n+1(j)＝(P_n+1(j)-P_n(i))/TF(n))和加速度A_n+1(j)(A_n+1(j)＝(V_n+1(j)-V_n(i))/TF(n))。c)如果N(n+1)大于N(n)，找不到对应O_n(i)的O_n+1(j)就是新生目标，其速度V_n+1(j)和加速度A_n+1(j)初始化为0；如果N(n+1)小于N(n)，找不到对应O_n+1(j)的O_n(i)就标记为待消亡目标E_n(k)(0≤k＜M(n)，M(n)是帧F(n)的待消亡目标总数)。对于每一个E_n(k)，检查其对应的O_n(i)已存在的时间TX_n(k)，如果大于阈值H_A，就认为是有效目标而非噪声点，进入弥留流程；如果小于等于阈值H_A就直接消亡，放任E_n(k)所对应的O_n(i)消失。i.对于已进入弥留流程的E_n(k)，要累计其总的弥留时间TD_n(k)，如果TD_n(k)小于等于阈值H_B就说明尚未消亡，这时要制造E_n(k)的留影：即在帧F(n+1)中主动模拟出目标O_n+1(1)(N(n+1)≤1＜N(n+1)+L(n)，L(n)是帧F(n)中进入与保持在弥留流程中的E_n(k)总数)，其所有属性(位置、灰度、尺度等)从E_n(k)所对应的O_n(i)处复制，然后将速度V_n+1(1)和加速度A_n+1(1)置0，并将O_n(i)与O_n+1(1)对应起来，最后将帧F(n)中的E_n(k)更新为帧F(n+1)中的E_n+1(1-N(n+1))，以此逐帧类推，以保持其在后续帧中的持续存在；如果TD_n(k)大于阈值H_B就结束其弥留流程，不再制造E_n(k)的留影O_n+1(1)，这时O_n(i)在帧F(n+1)中无法再找到对应的目标，从而消亡。ii.如果E_n(k)在其弥留流程结束之前，遇到帧F(n+1)在其位置(即E_n(k)所对应的O_n(i)的位置P_n(i))附近出现了新生目标O_n+1(j)，O_n+1(j)将被转化成E_n(k)的对应目标而不再是新生目标，同时E_n(k)的弥留流程结束、弥留时间T_D置0，O_n(i)与O_n+1(j)建立起对应关系。