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专利号: 201710643069X
申请人: 华南农业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于重要区域识别和匹配的视频跟踪方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)基于最小生成树理论识别初始目标的重要区域,得到目标重要区域并构建目标模板;

(2)识别后续帧目标扩展区域的重要区域,并将该区域作为采样区域进行样本采集;

(3)计算每个样本与目标模版的形状相似度值、颜色相似度值、皮尔逊相关系数值,并对三个值进行加权计算得到样本与目标模版的匹配度;

(4)基于阈值比较方法更新目标模板以支持后续跟踪直至跟踪完成,并以匹配度最高的样本作为最佳样本;

(5)以最佳样本作为跟踪结果输出;

(6)重复步骤(2)到步骤(5),直到所有帧处理完毕。

2.根据权利要求1所述基于重要区域识别和匹配的视频跟踪方法,其特征在于,所述步骤(1)具体为:(1-1)以初始目标区域为中心,对上下左右四个方向分别扩展k个像素m次,得到总共4m+1个扩展区域;

(1-2)识别扩展区域的重要区域并提取基于4邻域的最大连通区域;

(1-3)计算连通区域与初始目标区域的重合度,

重合度D=α1×D1+α2×D2,

D1=|Mh-Nh|+|Mw-Nw|,

其中,α1和α2是权值且α1+α2=1,D1表示初始目标区域M与连通区域N的对应长宽差绝对值之和,D2表示初始目标区域M中心坐标(Pmx,Pmy)与连通区域N中心坐标(Pnx,Pny)的欧式距离;

(1-4)以重合度最大的连通区域作为一部分,连通区域位置相对应的目标区域作为另一部分构建目标模板;重合度最大的连通区域所对应的扩展区域称为最佳识别区域。

3.根据权利要求1所述基于重要区域识别和匹配的视频跟踪方法,其特征在于,所述步骤(2)中,基于重要区域识别算法构建采样区域并进行采样具体为:(2-1)对步骤(1)中的最佳识别区域进一步扩展h像素并识别重要区域,以识别结果中重要区域的最小外接矩阵区域作为采样区域;

(2-2)平均划分采样区域为m个子区域,从m个子区域中总共随机选取n个坐标点作为样本中心坐标,目标模板的长宽作为样本长宽构建样本;

(2-3)过滤掉样本区域超越越过原图边界的样本,剩下的样本即为可匹配样本。

4.根据权利要求1所述基于重要区域识别和匹配的视频跟踪方法,其特征在于,所述步骤(3)具体为:(3-1)以颜色直方图H(i)=ni计算样本与目标模板的颜色相似度,i=0,1,2…k-1,H(i)表示颜色直方图,i表示颜色分量的颜色等级,相当直方图横坐标上的取值,ni是像素落在i所代表颜色区间的个数,k表示最大颜色等级,相当直方图横坐标的最大取值;通过夹角余弦距离计算样本与目标模板的颜色相似度 Ai表示样本颜色直方图i颜色区间的像素个数,Bi表示目标模板颜色直方图i颜色区间的像素个数,n表示颜色区间个数;

(3-2)以重要区域计算样本与目标模板的形状相似度,通过重要区域重合度计算样本与目标模板的形状相似度 S∪表示二值化重要区域的交集面积,S∩表示二值化重要区域的并集面积;

(3-3)以皮尔逊相关系数 计算样本与目标模

板的区域相似度,Amn表示像素矩阵A在(m,n)上的取值, 表示像素矩阵A的均值,Bmn表示像素矩阵B在(m,n)上的取值,表示像素矩阵B的均值;

(3-4)设定三个相似度的权值比重,计算得到样本和目标模板的匹配度D=β1×Dc+β2×Ds+β3×Dr,以匹配度最高的样本作为最佳样本。

5.根据权利要求1所述基于重要区域识别和匹配的视频跟踪方法,其特征在于,所述步骤(4)具体为:目标模板以更新度C=γ1×Cf+γ2×Cd作为判断条件进行更新,其中,Cd表示最佳样本与目标模板的匹配度,Cf表示最佳样本与初始目标区域的颜色相似度,通过引入初始目标区域因素,使得目标模板的更新更加准确;假设Ci表示第i帧的更新度,t表示阈值;当Ci-1-Ci