[发明专利]一种基于像素多编码表匹配的对象跟踪方法

摘要

本发明提供了一种基于像素多编码表匹配的对象跟踪方法，属于计算机视觉、图形技术领域。步骤如下：目标选取：从初始图像中选择并确定要跟踪的目标对象。目标编码：目标编码用于对目标表观进行建模，其结果是得到一组目标编码表。图像输入：在实时处理情况下，提取通过摄像头采集并保存在存储区的视频图像，作为要进行跟踪的输入图像。区域编码：区域编码用于对目标所在区域的表观进行建模，其结果是得到一组区域编码表。编码匹配：编码匹配用于计算区域中各个位置的目标置信度，它是通过计算目标编码表与区域编码表的相似度实现。目标定位：搜索区域中具有最大目标置信度的位置，并将其作为新的目标位置，目标定位完成。主要用于对象跟踪。

主权项

1.一种基于像素多编码表匹配的对象跟踪方法，包括如下步骤：(1)目标选取从初始图像中选择并确定要跟踪的目标对象，目标选取过程可以通过运动目标检测方法自动提取，也可以通过人机交互方法手动指定；(2)目标编码目标编码用于对目标表观进行建模，其结果是得到一组目标编码表，具体过程为，对目标图像块的每一个像素，将其灰度值与目标图像块中其余所有像素的灰度值进行比较，根据其比较结果进行二元编码；设表示目标中第i个要计算编码表的像素，i＝1…N，N为目标图像块总的像素数目，和为的横坐标和纵坐标，为的灰度值；设对应的编码表为为在中(x,y)处的编码值，设为目标图像块中不同于的第j个像素，j＝1…N， 和为的横坐标和纵坐标，或为的灰度值；如果则将在处的编码值设为1，即否则为0；最后将在处的编码设为0，即自身所在位置的编码设为0，这样每个计算编码的像素将对应一个编码表，编码表的数目等于N；同时在计算编码表时，如果要计算编码表的像素的灰度值与某个已计算编码表的像素的灰度值相同，则无需计算，直接将该已计算编码表设置为该像素的编码表，目标编码表包含了丰富的目标信息；(3)图像输入在实时处理情况下，提取通过摄像头采集并保存在存储区的视频图像，作为要进行跟踪的输入图像；在离线处理情况下，将已采集的视频文件分解为多个帧组成的图像序列，按照时间顺序，逐个提取帧图像作为输入图像，如果输入图像为空，则跟踪结束；(4)区域编码区域编码用于对目标所在区域的表观进行建模，其结果是得到一组区域编码表，具体计算过程与(2)相同，区别在于区域编码的范围更大，它包括以目标为中心的9倍于目标的邻域范围；设表示区域中第i个像素的区域编码表，i＝1…M，M为区域的总像素数目，且M＝9×N，区域编码表包含了丰富的区域场景信息；(5)编码匹配编码匹配用于计算区域中各个位置的目标置信度，它是通过计算目标编码表与区域编码表的相似度实现；具体过程为，如果要计算区域中某个位置的目标置信度，首先在区域编码表内提取以该像素位置为左上角起点，并与目标具有相同大小的矩形区域作为局部区域编码表，然后将其与目标编码表进行相似度计算；设表示区域内第k个位置关于第i个目标编码表的目标置信度，其中为区域内第k个位置处第i个局部区域编码表，包含为在(x',y')处的编码值，为二值函数，即如果则否则Q表示目标编码表位置范围，Q'表示局部区域编码表位置范围；因此区域内第k个位置的目标置信度θ^k计算为，由此计算得到区域内所有位置的目标置信度；(6)目标定位搜索区域中具有最大目标置信度的位置，并将其作为新的目标位置，目标定位完成；为了适应目标尺度的变化，这里采用在所确定的目标位置处以多个尺度提取候选图像块，并计算它们与目标的归一化交叉互相关值，将具有最大归一化交叉互相关值的候选图像块作为新的目标，当前跟踪完成，跳转到(2)。