[发明专利]一种基于DSP的目标检测与跟踪方法

说明书

本发明公开了一种基于DSP的目标检测与跟踪方法，包括以下步骤：首先初始化波门以及其四周背景的大小，并设置波门在图像中的位置使其包含待跟踪目标；之后对波门内图像进行二值化和滤波处理；然后标记连通域并确定目标模板；再根据连续两帧图像中目标的位置获取后一帧图像中目标的位置；最后求取后一帧图像中目标与目标模板之间的相关系数，并判断是继续跟踪还是停止跟踪。本发明的目标检测与跟踪方法运算复杂度低，且放大了目标模板与图像中目标的相关性，保证了图像跟踪的稳定性，跟踪精度高，实时性好，能满足图像跟踪系统对跟踪方法的要求。

技术领域

本发明属于图像实时处理与跟踪控制技术，特别是一种基于DSP的目标检测与跟踪方法。

背景技术

在数字视频处理和计算机视觉领域的各项应用中，目标检测和跟踪是一个重基本且重要的任务。一些发展前景较好的领域，机器人控制、基于运动的识别、基于视觉的控制、增强现实、视频场景监控、导航制导都需要用到目标检测与跟踪技术。在计算机视觉领域，目标的检测与跟踪依旧是热度较高的研究领域。研究的重点也由单纯追求高精度高稳定性的仿真分析，向实时性运算量小的工业应用方向发展，如何在尽可能多满足性能指标的前提下，降低对硬件的要求是实际目标检测与跟踪研究方向的难点。为了降低对硬件的要求，中国专利CN201010121006.6提出了一种基于DSP的目标检测与跟踪方法以及数字图像处理系统，但是该方法运算量大，通用性和实时性差，在现在以多核DSP为主要硬件平台的视频图像处理系统里难以得到较好的应用。研究一种精度高、运算复杂性低、实用性好的目标检测与跟踪方法具有重要的意义。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种运算量低、易于实现且能满足高实时性系统要求的目标检测与跟踪方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于DSP的目标检测与跟踪方法，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。

本发明与现有技术相比，其显著优点：1)本发明通过采用菱形搜索算法提高了匹配效率，能在保证搜索效果的前提下降低运算量；2)本发明中将目标模板更新的权值的取值与相关系数关联，避免了在跟踪效果不佳时将错误信息更新到目标模板中，保证了后续图像跟踪的稳定性；3)本发明中通过去均值法求取相关系数，在降低运算量的同时，放大目标模板与图像中目标的相关性。

下面结合附图对本发明作进一步详细的描述。

附图说明