[发明专利]跨镜头多目标跟踪方法及系统

权利要求书

1.一种用于足球运动的跨镜头多目标跟踪方法，其中，在足球运动场地的不同位置安装有多个摄像头，所述多个摄像头的视野能够共同覆盖到整个足球运动场地，

其中，所述跨镜头多目标跟踪方法包括以下步骤：

步骤1、所述多个摄像头各自拍摄当前时刻的画面，形成多个当前画面；

步骤2、分别检测在所述多个当前画面的每个画面中出现的目标，记录所述目标在各个当前画面中的二维坐标，根据所述目标的外形特征，将所述目标区分为足球和球员；

步骤3、将各个目标在各个当前画面中的二维坐标转换为公共的三维坐标；

步骤4、将所述多个摄像头的当前画面中的所有目标与前一画面的目标进行匹配；

步骤5、对于匹配后的每个目标，根据所述多个摄像头所确定的多个三维坐标，确定所述目标最终的三维坐标；

步骤6、在跟踪周期内，下一时刻到来作为当前时刻，重复执行步骤1至5，由此获取所述目标在连续时刻中的多个三维坐标，形成所述目标的三维轨迹；

其中，对于作为球员的所述目标，步骤4包括：

步骤4-1、对于当前画面，先对所述多个摄像头的第一摄像头中的目标进行编号，再按照第一摄像头中的目标编号而依次地，计算其它摄像头中的各个目标与第一摄像头中的目标的三维坐标之间的距离，将其它摄像头中的与第一摄像头中的目标距离最近的目标判定为同一目标，并将目标编号统一；

步骤4-2、依次计算当前画面中的各个目标和前一画面中的某个目标的匹配度；

步骤4-3、将当前画面中的与前一画面中的某个目标匹配度最高的目标识别为与前一画面中的所述某个目标相同的目标，

其中，所述匹配度的计算方式如下：

匹配度＝(1.0-由目标的可视部分构成的直方图的巴塔查里亚距离)/(目标三维脚点的欧式距离/当前目标深度)，

其中，三维脚点表示目标投影到地面的中点位置，

其中，目标深度表示目标到摄像头的地面投影距离，即，目标脚点到摄像头正下方)的欧氏距离，即目标到摄像头的距离。

2.根据权利要求1所述的跨镜头多目标跟踪方法，其中，对于作为球员的所述目标，步骤5还包括：

步骤5-1、针对每个摄像头的当前画面，分别计算每个目标的跟踪可信度；

步骤5-2、对于当前画面中的每个目标，选择可信度最高的摄像头的目标位置，作为目标最终的位置，

其中，所述可信度的计算公式如下：

可信度＝(1/目标深度的平方)×(目标可视比例的平方)×(目标与最近边缘的距离的平方)，

其中，目标可视比例是根据目标相互遮挡情况而确定的目标出现在摄像头视野中的面积占目标在视野中预期面积的比例，即：

目标可视比例＝目标在视野中的可视面积/目标在视野中的预期面积，

其中，最近边缘指的是矩形图像的四个边之中距离目标最近的边。

3.根据权利要求1所述的跨镜头多目标跟踪方法，其中，对于作为足球的所述目标，步骤4还包括：

步骤4-4、计算由各个摄像头确定的目标的三维坐标之间的标准差；

步骤4-5、如果所述标准差超过预定阈值，则判定足球为飞行状态，不记录当前画面的目标位置，之后转到步骤6；

步骤4-6、如果所述标准差未超过预定阈值，可取所述多个摄像头的目标位置的平均值，作为当前画面的目标位置，之后转到步骤6。

4.根据权利要求3所述的跨镜头多目标跟踪方法，其中，对于作为球员的所述目标，步骤4-5还包括：

步骤4-5-1、通过线性拟合或插值的方式来补足未记录的目标位置。