[发明专利]一种基于DSP的目标检测与跟踪方法

权利要求书

1.一种基于DSP的目标检测与跟踪方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、采集视频中的第一帧图像；

步骤2、根据采集的第一帧图像初始化波门的大小，之后根据波门的大小初始化波门四周背景的大小，并设置波门在第一帧图像中的位置使其包含待跟踪目标，统计波门和波门四周背景的灰度直方图；

步骤3、根据所述灰度直方图确定二值化的阈值，并根据该阈值对波门内图像进行二值化处理；

步骤4、对二值化处理后的波门内图像进行滤波处理；

步骤5、利用邻域标记算法标记滤波后的波门内图像的各个区域，获得若干个连通区域；

步骤6、统计步骤5中所有连通区域的大小，并对连通区域大小进行降序排列，获取其中最大连通区域的最小外接矩形，并将其作为目标模板；

步骤7、获取所述最大连通区域的中心即第一帧图像中目标所在位置，之后根据该中心获取第二帧图像中目标所在位置，并更新目标模板；

步骤8、根据连续两帧图像中目标所在位置获取后一帧图像中目标所在位置；

步骤9、求取所述后一帧图像中的目标与目标模板之间的相关系数，并根据相关系数判断是重复步骤8继续跟踪还是停止跟踪；若相关系数Q大于等于预设阈值p则重复步骤8继续跟踪；反之将失败次数n递增1，并判断n与失败次数预设阈值q的关系，若n≥q，则停止跟踪，反之以像素级为单位扩大波门的大小，重复步骤8继续跟踪。

2.根据权利要求1所述的基于DSP的目标检测与跟踪方法，其特征在于，步骤1中：

所述根据采集的第一帧图像初始化波门的大小，具体为：根据第一帧图像的大小以及图像中待跟踪目标的大小初始化波门的大小，

假设采集的图像的大小为w×h，待跟踪目标最小外接矩形的大小为x×y，波门大小为w'×h'，其中x＜w'≤w，y＜h'≤h；

所述根据波门的大小确定波门四周背景大小，具体为：将波门的边界扩展若干像素。

3.根据权利要求1或2所述的基于DSP的目标检测与跟踪方法，其特征在于，步骤3所述根据灰度直方图确定二值化的阈值，具体为：将灰度直方图中代表待跟踪目标以及其背景的两个波峰之间的低谷对应的灰度值作为二值化的阈值。

4.根据权利要求3所述的基于DSP的目标检测与跟踪方法，其特征在于，步骤4中所述滤波处理具体采用开运算处理。

5.根据权利要求1所述的基于DSP的目标检测与跟踪方法，其特征在于，步骤5所述利用邻域标记算法标记滤波后的波门内的图像的各个区域，其中邻域标记算法具体为：

对滤波后的波门内图像以从左至右、从上至下的方式进行逐像素扫描，直至扫描完波门内图像的所有像素，若当前扫描的像素值为0，则直接移动至下一个像素；若当前扫描的像素值为1，则根据当前像素的左侧像素、上侧像素进行标记，其中标记值的大小随着新的连通域的出现增大，具体包括以下4种情况：

(1)左侧和上侧的像素值均为0，表示当前扫描的像素为一个新的连通域的边界，则赋予当前扫描的像素一个新的标记值；

(2)左侧和上侧的像素值中只存在一个像素值为1，则赋予当前扫描的像素与所述像素值为1的像素标记值相同的标记值；

(3)左侧和上侧的像素值均为1且标记值相同，则赋予当前扫描的像素与所述标记值相同的标记值；

(4)左侧和上侧的像素值均为1但标记值不同，则赋予当前扫描的像素的标记值为所述标记值中最小的标记值。

6.根据权利要求1所述的基于DSP的目标检测与跟踪方法，其特征在于，步骤7所述根据最大连通区域的中心获取第二帧图像中目标所在位置，具体为：

步骤7-1、将波门的中心移动至所述最大连通区域的中心；

步骤7-2、通过模板匹配算法对波门内图像与所述目标模板进行匹配获取第二帧图像中目标所在位置。

7.根据权利要求6所述的基于DSP的目标检测与跟踪方法，其特征在于，步骤7-2中模板匹配算法具体采用菱形搜索算法。