[发明专利]运动目标跟踪方法及其系统

说明书

技术领域

本发明涉及视频监控技术，特别是涉及一种智能视频监控系统中 的运动目标跟踪方法及其系统。

背景技术

随着犯罪水平和威胁的增加，安全已成为世界普遍关注的问题。 视频监控是解决该问题的方法之一。除了公共安全外，视频监控也能 有效地解决一些其他问题，如拥挤城市车流量、人流量的调节。多年 来大型监控系统在诸如机场、银行、高速公路或城市中心等的主要场 所得到了广泛地应用。

由于传统的视频监控技术一般为人工监视，存在着易疲劳、易疏 忽、反应速度慢、人工费用高等诸多不足。因此，近年来人们逐渐研 究一种数字化、标准化、智能化和IP网络化的智能视频监控技术。

常规的智能视频监控技术都包括一个运动目标跟踪技术。运动目 标跟踪的目的是在正确检测出运动目标的基础上，确定同一目标在不 同场景图像中位置的过程。

为了实现跟踪，可以使用基于运动分析的方法，如帧间差分法和 光流分割法。帧间差分法是对相邻帧图像作相减运算之后，对结果图 像取阈值并分割，提取运动目标。这种方法的缺点是只能根据帧间像 素的强度变化来检测场景中目标是否运动，运动目标信号的帧间相关 性和噪声的帧间相关性都很弱，难以区分。光流分割法是通过目标和 背景之间的不同速度来检测运动目标。这种方法的缺点是不能有效区 分目标运动造成的背景遮挡、显示以及孔径等问题，计算量大，需要 特殊的硬件支持。

为了实现跟踪，可以使用图像匹配方法，如区域匹配、模型匹配。 区域匹配是把参考图像的某一块整体与实时图像所有可能位置上进 行叠加，然后计算某种图像相似性度量的相应值，其最大相似性相对 应的位置就是目标的位置。这种方法的缺点是计算量大，难以达到实 时性要求。模型匹配是根据模板来匹配场景图像中的目标。这种方法 的缺点是计算分析复杂，运算速度慢，模型的更新较为复杂，实时性 较差。

综上所述，目前迫切需要提出更为简单、有效、实时的运动目标 跟踪方案。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一个运动目标跟踪方法及 其系统，其可以得到正确的前景图像，减少了目标检测的错误；进一 步，可以根据检测结果进行预测、匹配、更新等操作，以滤除虚假运 动目标，实现运动目标的准确跟踪。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供了一个运动目标跟踪方法，所述运动目标跟踪方法包 括：

检测目标，将视频场景中的运动目标区域从背景中分割出来；

预测目标，估计目标的下一帧运动；

匹配目标，跟踪匹配的稳定目标，并滤除虚假目标；

更新目标，更新当前帧中稳定目标的模板。

根据本发明，所述检测目标包括如下步骤：

获取视频，获取视频内容以得到场景图像，并建立背景模型；

预处理图像，消除场景图像对背景模型的影响；

标记区域，根据背景模型对场景图像进行前景分割，并标记出连 通区域；

维护状态，判定检测目标模块当前所处的状态，做出相应处理， 并且在必要时做异常检测；

增强区域，使用阴影检测、高亮检测和树滤波，剔除阴影、高亮 和树叶摆动的虚假区域；

分裂与合并区域，使用背景模型提供的约束以及人和车模型的先 验知识对区域进行合并和分裂处理，以解决目标过分割和目标相互遮 挡问题。

其中，所述预处理图像包括：滤波处理和全局运动补偿；其中，

所述滤波处理包括：对图像进行噪声过滤处理、图像平滑处理；

所述全局运动补偿，是补偿由于相机轻微摆动而引起的图像全局 运动，在全局运动补偿中，运动模型包括平移、旋转、变焦。

通过下列常规公式计算前景所在的矩形区域周围正负5个像素 的区域亮度差IDS，得到全局运动补偿中图像平移的距离Δx、Δy， 公式如下：