航拍視頻自動目標跟蹤方法技術

本發明專利技術公開了一種航拍視頻自動目標跟蹤方法，用于解決現有基于穩像檢測和數據關聯的航拍視頻目標跟蹤方法跟蹤錯誤率高的技術問題。技術方案是首先利用金字塔光流法提取魯棒的光流軌跡特征，而非簡單的運動前景分割；其次利用運動約束、位置約束、存在時長約束對光流軌跡進行有效管理；最后根據連續若干幀空間聚類結果進行時間維度上的聚類，有效克服目標交叉目標近距離情況下空間聚類錯誤問題。本發明專利技術在時空聚類基礎之上，獲得目標跟蹤結果，降低了跟蹤錯誤率。經測試，跟蹤錯誤率由背景技術的18%降低到8%，跟蹤錯誤率降低了10%。

【技術實現步驟摘要】

【技術保護點】
一種航拍視頻自動目標跟蹤方法，其特征在于包括以下步驟：步驟一、輸入一段航拍視頻序列，首先是提取光流軌跡特征，并對其進行管理；ObjNum表示當前已經跟蹤的目標個數，初始為0；L表示當前所有有效光流軌跡的個數，記光流軌跡集合為S={Fi,i=1,...,L}，初始狀態下為空，表示當前第i條光流軌跡；對當前t時刻圖像提取Harris角點，并選擇角點響應大于0.01的角點作為侯選光流特征點，采用金字塔光流算法對S中的特征點和侯選特征點計算光流矢量，獲得其在下一幀中相應的位置；利用RANSAC方法和侯選光流特征點對計算當前幀和下一幀之間的仿射變換模型AF，并將侯選特征點分為內點和外點，內點為符合變換模型的背景點，外點為運動目標上的點；對于這些外點計算其與S中已有光流特征點的最小空間距離，若大于給定閾值，則作為新的特征點加入S，新特征點對應的目標ID為0；AF=[R|T]???????????(1)其中R和T分別為旋轉矩陣和平移矩陣；對光流軌跡集合中舊特征點利用公式(2)計算運動補償之后的運動矢量；MVi,t=xi,t+1yi,t+1-AF×xi,tyi,t---(2)若||MVi,t||2AMt0,t0=t-N+1,...,t;步驟三、分別對之前連續N幀重復步驟二中的聚類操作，得到相應的關聯矩陣AMt?N+1,...,AMt?1；步驟四、利用公式(1)ATM(i,j)=Σt0=t-N+1tAMt0(i,j)---(3)統計任意兩條光流軌跡聚為同一類的次數，得到關聯次數矩陣ATM；步驟五、給定關聯閾值α，根據公式(4)AM(i,j)=1ATM(i,j)>N×α0otherwise---(4)計算關聯矩陣AM，AM(i,j)=1表示第i條光流軌跡和第j條光流軌跡來自于同一個目標，否則為不同目標；步驟六、根據關聯矩陣AM將光流軌跡分為不同類，并計算各個類中心作為目標位置；最終隊列個數C即為當前跟蹤目標個數；根據時空聚類結果，計算當前跟蹤目標中心，并繪制多目標軌跡；確定目標中心和ID具體步驟如下：遍歷所有隊列Qc,c=1,...,C，依次執行如下操作：(1)統計當前隊列Qc所有軌跡對應目標ID，若全為0，執行步驟(2)；若不全為0， 執行步驟(3)；(2)建立一個新的跟蹤目標，跟蹤目標個數ObjNum加1，當前隊列Qc所有軌跡目標ID置為ObjNum；(3)統計各個不為0的ID對應的軌跡個數，選擇個數最多的ID作為當前隊列Qc所有軌跡的目標ID；(4)利用公式(5)和公式(6)計算當前隊列對應的目標中心，其中Mc為當前目標對應軌跡個數；xc=1McΣi=1Mcxi,t---(5)yc=1McΣi=1Mcyi,t---(6)(5)選擇隊列中最長的軌跡作為當前目標跟蹤的軌跡并輸出顯示。FDA00003585739000012.jpg,FDA00003585739000013.jpg,FDA00003585739000014.jpg...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：張艷寧，楊濤，仝小敏，馬文廣，
申請(專利權)人：西北工業大學，
類型：發明
國別省市：