[发明专利]一种图像序列目标关联及轨迹生成方法

摘要

本发明公开一种图像序列目标关联及轨迹生成方法，设计多级关联机制，通过逐级提取目标的多种静态特征和动态特征，以及在不同关联等级形成不同的目标亲和距离模型，从而充分综合目标的多种特征进行数据关联，提高了关联的精确度；同时，基于数据关联结果，在同一图像背景中，逐级将相匹配的目标中心点连接，并不断将所得轨迹片段向两端扩展，最终获得各个目标的完整运动轨迹。本发明通过分级提取目标的多种简单特征，可靠、快速地实现了单摄像机视频中的多目标关联与轨迹生成，且计算量极小。

主权项

一种图像序列目标关联及轨迹生成方法，其特征在于包含以下步骤：步骤1），对图像序列中的目标进行检测，标出每一帧图像中的目标对象；步骤2），设置用于过滤低亲和度组合的第一阈值，对于所有相邻图像，将其中一幅图像中的每一个目标与另一幅图像中的各个目标进行组合，得到所有的相邻目标组合后，计算各组合中两个目标中心点的坐标距离值，过滤掉相邻目标组合中距离值大于第一阈值的组合；步骤3），对过滤后剩余的所有相邻目标组合进行初级关联：对于每一个相邻目标组合，计算其中两个目标的位置亲和度、大小亲和度以及颜色亲和度，进而计算这两个目标的亲和距离，然后筛选出亲和距离小于预先设定的第二阈值的组合，并将该组合中的两个目标连接在一起，得到只有两个目标节点的初级轨迹碎片；步骤4），对所得初级轨迹碎片集合以及未被关联的目标集合进行次级关联：判断每一个初级轨迹碎片两端的相邻帧图像中是否存在未被关联的目标，若存在未被关联的目标，计算所述初级轨迹碎片的方向向量，以及所述初级轨迹碎片与所述目标进行匹配时的匹配向量后，计算所述初级轨迹碎片与所述目标的方向亲和度，进而计算出所述初级轨迹碎片和所述存在目标的亲和距离，然后筛选出亲和距离最近的目标，最后，将所得目标与所述初级轨迹碎片连接，得到较长的次级轨迹片段；步骤5），对所得次级轨迹片段集合以及未被关联的目标集合进行三级关联：判断每一个次级轨迹片段两端的相邻帧图像中是否存在未被关联的目标，若存在未被关联的目标，计算所述次级轨迹片段中目标的平均运动速率，以及所述次级轨迹片段与所述目标进行匹配时的匹配运动速率后，计算所述次级轨迹片段与所述目标的运动速率亲和度，进而计算出所述次级轨迹片段与所述目标的亲和距离，然后筛选出亲和距离最近的目标，最后，将所得目标与所述次级轨迹片段连接，得到更长的三级轨迹片段；步骤6），对于所有三级轨迹片段，按照如下方法不断在其两端进行迭代关联，直到所有图像中的所有目标均被关联，或者所有轨迹片段两端均不能继续匹配到符合要求的目标：判断轨迹片段两端的相邻帧图像中是否存在未被关联的目标，若存在未被关联的目标，计算所述轨迹片段中目标的平均运动速率，以及所述轨迹片段与所述目标进行匹配时的匹配运动速率后，计算所述轨迹片段与所述目标的运动速率亲和度，进而计算出所述轨迹片段与所述目标的亲和距离，然后筛选出亲和距离最近的目标，最后，将所得目标与所述轨迹片段连接，得到更长的轨迹片段。