1.一种基于显著度的柔性对象自然轮廓跟踪方法,其特征在于:所述基于显著度的柔性对象自然轮廓跟踪方法包括以下步骤:(1)自然轮廓提取
在利用简单线性迭代聚类算法对第一帧视频帧进行超像素分割之后,每个像素点都拥有了标识其所属分割块的标签;
采用自然轮廓提取算法提取柔性对象的自然轮廓,不同分割块拥有不同标签,属于相同分割块的像素点拥有相同标签,利用标签的突变得到边界像素点;SLIC算法中,规定如果某像素点的四邻域有一个以上的像素点的标签与其不同,则将该像素点视为边界像素点;
使用标签Lfore对构成柔性对象的分割块进行标识,得到对象模型,将对象模型视作由位于对象所在区域的像素点(x,y)组成的集合Um,面向对象的模型表示如下:Um={(x,y)|L(x,y)=Lfore,(x,y)∈U}, (1.1)其中,L(x,y)是像素点(x,y)的标签,U是视频帧像素点的集合,跟踪对象的闭合自然轮廓Uc由下列等式得到:Uc=Um-{(x,y)|L(x-1,y)=L(x+1,y)=L(x,y-1)=L(x,y+1)=Lfore,(x,y)∈Um}, (1.2)其中,L(x-1,y),L(x+1,y),L(x,y-1),L(x,y+1)分别为像素点(x,y)四邻域像素点(x-
1,y),(x+1,y),(x,y-1),(x,y+1)的标签;
(2)快速目标定位,过程如下:
2.1).利用初始自然轮廓最小化的矩形框,以及目标对象与其所处的周围背景之间的空间相关性,学习空间上下文模型;
2.2).利用已学习到的空间上下文模型去更新下一帧的时空上下文模型;
2.3).利用时空上下文信息计算置信图;
2.4).通过置信图的最大化分析目标对象所处的最佳位置;
2.5).利用跟踪所得轮廓的最小矩形框去重学习空间上下文模型,接着返回步骤2.2)(3)基于显著度的轮廓跟踪器通过步骤(2)得到包含目标对象和部分背景信息的矩形块,首先,对矩形块进行SLIC超像素分割,接着利用基于图的流形排序算法计算矩形块的显著图,显著图中必须要有不同于前景的背景信息,Box2被作为基于显著度的轮廓跟踪器的输出结果,在进行SLIC超像素分割以及基于图的流形排序之后,Box2上的每一个像素点都拥有了一个标识其所属分割块的标签,每个分割块都有一个显著值;分割块的聚类中心被称为种子点,通过第一帧的初始自然轮廓得到目标对象块,对于后续视频帧,目标对象块由快速目标定位过程计算得到,在对每个帧序列的块进行超像素分割后,得到种子点数目NSt,t为视频帧序列的索引值,t=1,2,3…,对每个分割块的显著值进行降序排序,得到排序结果 Sal1是最高显著值,是最低显著值,基于显著度的对象模型Usm中设置了一个阈值THDUSal={Sal1,Sal2,Sal3,…,SalTHD} (3.1)Usm={(x,y)|S(x,y)∈USal,(x,y)∈Ut(t=2,3,4…)} (3.2)其中,USal为高于THD显著值的显著值集合,Ut为视频帧t中目标对象块的像素点集合,(x,y)为像素点的坐标;
最后,基于全局向量流的主动轮廓模型被用于轮廓拟合,在此基础上最终得到柔性对象的准确自然轮廓。
2.如权利要求1所述的一种基于显著度的柔性对象自然轮廓跟踪方法,其特征在于:所述步骤(3)中,阈值THD的确定过程如下:首先,利用初始轮廓或每帧的跟踪轮廓构建一个对象模型Umd
Umd={(x,y)|L(x,y)=Lfore,(x,y)∈Ut(t=1,2,3…)} (3.3)其中,L(x,y)表示像素点(x,y)的标签,Lfore表示目标对象区域的标签;
接着,利用视频帧t的模型Umd统计位于目标对象区域内的种子点数目NISt,根据时间上下文信息,得到以下等式:其中,t为视频序列的索引值;NISt表示视频帧t中位于目标对象区域内的种子点数目,NSt表示视频帧t中处于目标对象块内的种子点数目;NISt-1表示前一帧视频帧t-1中位于目标对象区域内的种子点数目,NSt-1表示前一帧视频帧t-1中处于目标对象块内的种子点数目;
接着,阈值THD与NISt相等,THD由下述计算方法得到: