[发明专利]一种融合目标外观模型和博弈论的视频目标互遮挡处理方法

摘要

一种融合目标外观模型和博弈论的视频目标互遮挡处理方法，包括以下步骤：1)遮挡区域预测；2)遮挡区域确定；3)构建目标外观模型；4)基于博弈论的遮挡目标跟踪：4.1)构建遮挡区域目标函数；4.2)构建多人非合作博弈；4.3)求取纳什均衡。本发明提出一种更加鲁棒的目标外观模型，此模型同时考虑目标外观的空间约束以及抗干扰因素，并结合博弈论方法来解决遮挡区域所有目标的最优搜索匹配问题，从而提高视频目标跟踪的准确度和精度。

主权项

1.一种融合目标外观模型和博弈论的视频目标互遮挡处理方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：1)遮挡区域预测，过程如下：以t‑1时刻目标预测位置和为圆心，构建目标边界框的外接圆C_i和C_j，其半径为和其中，和为预测目标状态的位置和尺寸，和为预测目标状态的位置和尺寸，||·||为欧几里德范数，当且仅当时，如式(1)所示，则目标i和j所在区域被预测为候选遮挡区域，反之，则认为无遮挡发生：2)遮挡区域确定，过程如下：假设t时刻候选遮挡区域中存在一测量值满足式(2)，n＝1,…,N_m,t，则此测量值即被确定为遮挡区域：式中，ε为尺度因子；3)构建目标外观模型，过程如下：利用高斯混合模型来表征目标i的颜色分布，其中，表示混合模型中第k个高斯元素的权值、均值和协方差，k＝1,…,K，K为混合模型中高斯元素的数量，遮挡发生后候选目标外观模型pⁱ与遮挡发生前目标外观模型qⁱ之间的相似度P_s(pⁱ,qⁱ)定义为：式中，Ψ₁＝Ω_i‑Ω_i∩Ω_j，Ψ₂＝Ω_i∩Ω_j，表示pⁱ中目标支持域Ω_i中处于lⁱ位置的像素的颜色值，N_i为Ω_i中前景像素的数量；4)基于博弈论的遮挡目标跟踪，过程如下：4.1)构建遮挡区域目标函数，过程如下：当遮挡发生时，可得遮挡区域的目标测量值遮挡区域内的目标数量及其身份，给定目标融合后的前景以及目标预测状态值通过最大化测量值与前景间的相似概率来获取最优解由贝叶斯理论得：式中4.2)构建多人非合作博弈，过程如下：假设目标在遮挡过程中尺寸保持不变，则测量值的最优估计简化为其位置的最优估计，构建多人非合作博弈如下：局中人：遮挡区域中目标的测量值策略：局中人的运动，即局中人的位置收益：其中由上知，式(5)的最优解即为求取所构建博弈的纳什均衡；4.3)求取纳什均衡，过程如下：给定其他局中人的最优策略当前局中人i的最优策略为：式中，表示给定其他目标最优测量值的条件下，当前目标i的测量值与前景间的相似概率，此相似概率等同于遮挡前后目标外观模型的相似度；其中：令关于的导数为零，则有：式中，N′_i为支持域Ψ₁中前景像素的数量，由式(9)求得的解，此解即为局中人i的最优策略局中人i的初始策略选为相应目标的预测状态位置并作为博弈开始的最优策略；给定其他局中人的初始策略局中人i的最优策略由式(10)求得，不断迭代更新直至博弈达到式(11)所示平衡终止条件：max(Δl)＜T_NE              (11)式中，表示相邻两迭代周期最优策略集的差，为初始策略集，T_NE为给定阈值。