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Ci和Cj,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,…,Nm,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Ps(pi,qi)定义为:式中, Ψ1=Ωi-
Ωi∩Ωj,Ψ2=Ωi∩Ωj, 表示pi中目标支持域Ωi中处于li位置的像素的颜色值,
Ni为Ωi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)<TNE (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,TNE为给定阈值。