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专利号: 202010531057X
申请人: 中国矿业大学
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:

1.一种目标与背景颜色相似下的运动目标自动跟踪方法,其特征在于,所述方法步骤如下:

步骤S1:获取包括所述运动目标的视频流,对视频流中的每一帧图像做去噪处理,得到去噪后的序列帧图像;

步骤S2:处理所述序列帧图像,得到第一帧图像中的前景目标;去除所述前景目标中的阴影,得到第一帧图像的运动目标区域;

步骤S3:读取下一帧图像,将其作为当前帧图像,获取并处理所述当前帧图像的颜色-曲率概率分布图、前一帧图像的运动目标区域的颜色-曲率概率分布图,得到当前帧图像的候选区域;

步骤S4:若所述当前帧图像的候选区域与前一帧图像的运动目标区域之间的巴氏距离大于距离阈值,将所述当前帧图像的候选区域作为当前帧图像的运动目标区域;

重复执行所述步骤S3与步骤S4,实现所述运动目标的跟踪。

2.根据权利要求1所述的目标与背景颜色相似下的运动目标自动跟踪方法,其特征在于,

在所述步骤S4中,若所述当前帧图像的候选区域与前一帧图像的运动目标区域之间的巴氏距离不大于距离阈值,则利用SimaFC算法对所述前一帧图像的运动目标区域和所述当前帧图像进行匹配,并将匹配结果的最小外接矩阵作为当前帧图像的运动目标区域。

3.根据权利要求1或2所述的目标与背景颜色相似下的运动目标自动跟踪方法,其特征在于,步骤S3中通过执行以下步骤获取所述当前帧图像的颜色-曲率概率分布图或前一帧图像的运动目标区域的颜色-曲率概率分布图:利用直方图统计所述前一帧图像的运动目标区域或所述当前帧图像中所有像素点的色调分量,得到色调特征集合q:q={qu},u=1,…,m;m表示划分色调分量得到的级别个数,qu表示色调分量落入第u个级别的像素点的数量;

利用直方图统计所述前一帧图像的运动目标区域或所述当前帧图像中所有像素点的曲率分量,得到曲率特征集合S:S={Sv},v=1,…,n;n表示划分曲率分量得到的级别个数,Sv表示曲率分量落入第v个级别的像素点的数量;

利用所述前一帧图像的运动目标区域或所述当前帧图像中色调分量落入第u个级别的数量、曲率分量落入第v个级别的像素点的数量与所述前一帧图像的运动目标区域或所述当前帧图像的像素点总个数的比率替换所述前一帧图像的运动目标区域或所述当前帧图像中对应级别像素点的像素值,形成所述前一帧图像的目标区域或所述当前帧图像的颜色-曲率概率分布图。

4.根据权利要求3所述的目标与背景颜色相似下的运动目标自动跟踪方法,其特征在于,将所述像素点的hessian矩阵的极大值曲率与极小值曲率的乘积作为所述像素点的曲率分量。

5.根据权利要求3或4所述的目标与背景颜色相似下的运动目标自动跟踪方法,其特征在于,在所述步骤S3中,采用CAMshift算法处理所述当前帧图像的颜色-曲率概率分布图、前一帧图像的运动目标区域的颜色-曲率概率分布图,得到当前帧图像的候选区域。

6.根据权利要求1所述的目标与背景颜色相似下的运动目标自动跟踪方法,其特征在于,在所述步骤S2中,采用高斯混合模型处理所述序列帧图像,得到所述第一帧图像中的前景目标。

7.根据权利要求1所述的目标与背景颜色相似下的运动目标自动跟踪方法,其特征在于,所述距离阈值为0.7。

8.根据权利要求1所述的目标与背景颜色相似下的运动目标自动跟踪方法,其特征在于,在所述步骤S1中,采用小波阈值萎缩法进行去噪处理。

9.一种目标与背景颜色相似下的运动目标自动跟踪系统,其特征在于,所述系统包括:

图像去噪模块,用于获取包括所述运动目标的视频流,对视频流中的每一帧图像做去噪处理,得到去噪后的序列帧图像;

初始运动目标区域获取模块,用于处理所述序列帧图像,得到第一帧图像中的前景目标,还用于去除所述前景目标中的阴影,得到第一帧图像的运动目标区域;

运动目标区域跟踪模块,读取下一帧图像,将其作为当前帧图像,获取并处理所述当前帧图像的颜色-曲率概率分布图、前一帧图像的运动目标区域的颜色-曲率概率分布图,得到当前帧图像的候选区域;若所述当前帧图像的候选区域与前一帧图像的运动目标区域之间的巴氏距离大于距离阈值,将所述当前帧图像的候选区域作为当前帧图像的运动目标区域。

10.根据权利要求9所述的目标与背景颜色相似下的运动目标自动跟踪系统,其特征在于,在所述运动目标区域跟踪模块中,若所述当前帧图像的候选区域与前一帧图像的运动目标区域之间的巴氏距离不大于距离阈值,则利用SimaFC算法对所述前一帧图像的运动目标区域和所述当前帧图像进行匹配,并将匹配结果的最小外接矩阵作为当前帧图像的运动目标区域。