一種運動目標跟蹤方法、系統及終端技術方案

本發明專利技術適用于圖像處理領域，提供了一種運動目標跟蹤方法、系統及終端，方法包括：獲取當前幀參考模板，根據當前幀參考模板在當前幀上檢測新目標；根據新目標的檢測結果確定目標模板；根據目標模板建立目標模板觀測模型；在當前幀上采樣目標模板對應的準目標，根據準目標建立準目標觀測模型；計算目標模板觀測模型和準目標觀測模型的相似度，根據目標模板觀測模型和準目標觀測模型的相似度預測目標位置；根據目標位置建立預測目標觀測模型，計算目標模板觀測模型和預測目標觀測模型的相似度，根據目標模板觀測模型和預測目標觀測模型的相似度確定下一幀參考模板。通過本發明專利技術實時、準確的實現了復雜背景下動態運動目標的跟蹤。

【技術實現步驟摘要】
一種運動目標跟蹤方法、系統及終端
本專利技術圖像處理領域，尤其涉及一種運動目標跟蹤方法、系統及終端。技術背景運動目標跟蹤是現代視覺技術的基礎，在工業過程控制、醫學研究、成像制導等領域具有重要的實用價值，現今被廣泛地應用于軍事、安防及交通。現有技術中，視頻圖像的運動目標追蹤存在多個難點問題，主要包括1)由于追蹤過程中目標的平移或者旋轉運動，引起與攝像機的距離和視角發生變化，會造成目標圖像的尺度伸縮變化和形變，這些變化會造成目標圖像表達的非線性變化， 從而導致追蹤的失效；2)遮擋也是運動追蹤的一大難題，即在前后兩幀中，由于目標的運動，目標物體的被覆蓋和暴露的區域在前后兩幀圖像中不存在對應關系，而追蹤目標的部分遮擋，會引起目標的不規則變化，目標的全部遮擋，還會引起目標的暫時消失。對于復雜的運動模式，現有技術主要采用濾波預測算法進行追蹤，在運動目標可能出現的區域內進行局部搜索，當目標具有復雜的運動模式時，如目標的運動速度或者方向突然發生改變，運動目標不在預測的搜索區域中時，會造成簡單濾波預測算法失效，進而造成目標丟失。另外，由于基于視覺追蹤方法的處理對象通常是包含在巨大數據量的序列圖像數據或者視頻流數據。往往需要大量的運算時間，很難達到實時性的要求，雖然簡單的算法能夠實現實時追蹤，但追蹤精度不夠，而復雜的算法雖然具有較高的追蹤精度，但是運算時間長，影響實時性。如何選擇實時、高效的目標進行跟蹤一直是行業致力研究的重點。綜上，現有技術在進行運動目標追蹤的過程中，當復雜背景圖像中的運動目標的形狀和大小發生改變時，存在易丟失跟蹤目標或實時性較低的問題。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種運動目標跟蹤方法，旨在解決現有技術在進行運動目標追蹤的過程中，當復雜背景圖像中的運動目標的形狀和大小發生改變時，存在目標易丟失或實時性較低的問題。本專利技術是這樣實現的，一種運動目標跟蹤方法，所述方法包括以下步驟獲取當前幀參考模板，根據所述當前幀參考模板在當前幀上檢測新目標；根據新目標的檢測結果確定目標模板；根據所述目標模板建立目標模板觀測模型；在當前幀上采樣所述目標模板對應的準目標，所述準目標的個數根據經驗值設置，根據準目標建立準目標觀測模型；計算所述目標模板觀測模型和準目標觀測模型的相似度，根據所述目標模板觀測模型和準目標觀測模型的相似度預測目標位置；根據所述目標位置建立預測目標觀測模型，計算所述目標模板觀測模型和預測目標觀測模型的相似度，根據所述目標模板觀測模型和預測目標觀測模型的相似度確定下一幀參考模板。本專利技術的另一目的在于提供一種運動目標跟蹤系統，所述系統包括目標檢測單元，用于獲取當前幀參考模板，根據所述當前幀參考模板在當前幀上檢測新目標；目標模板確定單元，用于根據所述目標檢測單元新目標的檢測結果確定目標模板；目標模板觀測模型建立單元，根據所述目標模板確定單元確定的目標模板建立目標模板觀測模型；準目標觀測模型建立單元，用于在當前幀上采樣所述目標模板確定單元確定的目標模板對應的準目標，所述準目標的個數根據經驗值設置，根據準目標建立準目標觀測模型；目標位置預測單元，用于計算所述目標模板觀測模型建立單元建立的目標模板觀測模型和所述準目標觀測模型建立單元建立的準目標觀測模型的相似度，根據目標模板觀測模型和準目標觀測模型的相似度預測當前幀的目標位置；參考模板更新單元，用于根據所述目標位置計算單元預測的目標位置建立預測目標觀測模型，計算所述目標模板觀測模型建立單元建立的目標模板觀測模型和所述預測目標觀測模型的相似度，根據所述目標模板觀測模型和預測目標觀測模型的相似度確定下一幀參考模板。本專利技術的又一目的在于提供包括上述運動目標跟蹤系統的顯示終端。在本專利技術中，通過獲取當前幀參考模板，根據當前幀參考模板在當前幀上檢測新目標，根據新目標的檢測結果確定目標模板，根據目標模板建立目標模板觀測模型，在當前幀上采樣目標模板對應的準目標，準目標的個數根據經驗值設定，根據準目標建立準目標觀測模型；計算目標模板觀測模型和準目標觀測模型計算目標模板的相似度，根據目標模板觀測模型和準目標觀測模型的相似度預測目標位置；根據目標位置建立預測目標觀測模型，計算目標模板觀測模型和預測目標觀測模型的相似度，根據目標模板觀測模型和預測目標觀測模型的相似度確定下一幀參考模板，本專利技術實時、準確的實現了運動目標跟蹤過程中運動目標的預測和參考模板的更新。較好的解決了因大部分運動目標形狀和大小不斷變化，跟蹤目標容易丟失的問題，且無需占用較多數據處理資源，對于復雜背景下動態運動目標的跟蹤具有較強的實用性。附圖說明圖1是本專利技術實施例提供的運動目標跟蹤方法的流程圖2是本專利技術一個示例提供的復雜背景下多運動目標跟蹤方法的流程圖3是本專利技術實施例提供的運動目標跟蹤系統的結構圖。具體實施方式為了使本專利技術的目的、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本專利技術進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本專利技術，并不用于限定本專利技術。本專利技術實施例通過獲取當前幀參考模板，根據當前幀參考模板在當前幀上檢測新目標，根據新目標的檢測結果確定目標模板，根據目標模板建立目標模板觀測模型，在當前幀上采樣目標模板對應的準目標，準目標的個數根據經驗值設置，根據準目標建立準目標觀測模型；計算目標模板觀測模型和準目標觀測模型計算目標模板的相似度，根據目標模板觀測模型和準目標觀測模型的相似度預測目標位置；根據目標位置建立預測目標觀測模型，計算目標模板觀測模型和預測目標觀測模型的相似度，根據目標模板觀測模型和預測目標觀測模型的相似度確定下一幀參考模板，實時、準確的實現了運動目標過程中的運動目標預測和參考模板的更新。圖1示出了本專利技術實施例提供的運動目標跟蹤方法的流程圖。在步驟SlOl中，獲取當前幀參考模板，根據所述當前幀參考模板在當前幀上檢測新目標；在本專利技術實施例中，當前幀參考模板的個數可以為多個，也可以為0，新目標為在上一幀中未出現而在當前幀出現的目標。步驟SlOl中根據所述當前幀參考模板在當前幀上檢測新目標的步驟具體為在當前幀進行目標檢測得到檢測目標；當當前幀參考模板的個數為0時，檢測目標為新目標，當參考模板的個數至少為 1，且當當前幀參考模板和檢測目標沒有交集時，檢測目標為新目標，否則為未檢測到新目標。在步驟S102中，根據新目標的檢測結果確定目標模板；具體應用時，步驟S102具體為當在當前幀未檢測到新目標時，目標模板為當前幀參考模板；當在當前幀檢測到新目標時，目標模板包括當前幀參考模板和新目標。 在步驟S103中，根據所述目標模板建立目標模板觀測模型；在步驟S104中，在當前幀上采樣所述目標模板對應的準目標，所述準目標個數根據經驗值設定，根據準目標建立準目標觀測模型；通常目標模板有多個，為每個目標模板采樣多個準目標，假設目標模板對應的準目標的采樣個數預設為N，步驟S104中在當前幀上采樣所述目標模板對應的準目標的步驟具體為以所述目標模板的中心位置為圓心，將半徑為R的圓的圓弧上的8等分點作為8 個準目標的中心位置，以相同的步進擴大半徑，直至采樣到N個準目標的中心位置，并將N 個準目標的長寬設置為與所述目標模板相同。其中，8等分點的起始位置可以預設，步進也可以預設，采樣方式可以是順時本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：廖家亮，楊江華，李運秀，梁日雄，梁火炎，于兆和，張俊，
申請(專利權)人：深圳市寶捷信科技有限公司，
類型：發明
國別省市：