[发明专利]一种基于中心检测的跟踪方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种跟踪方法，用于对符合一定特征的目标进行PTZ跟踪，其中PTZ是Pan/Tilt/Zoom 的简写，代表云台全方位（上下、左右）移动及镜头变倍、变焦控制。

背景技术

近年来，随着安防行业的发展，各种新技术浮现于市面并应用于不同领域，其中自动跟踪技术是一个较为热门的前沿技术。跟踪方法可以理解为目标检测跟踪，是近年来计算机视觉领域中备受关注的前沿方向，它通常包含运动目标的图像序列中检测、识别、跟踪目标，并对其进行理解和描述。

目标分析包含模式识别、图像处理、计算机视觉、人工智能等多个方面的内容，目标跟踪对实时性要求比较高，通过实时解算出目标在图像场景中的精确位置，并输出目标偏离系统视轴的方位和俯仰误差信号，通过伺服控制回路，驱动如云台或者其它稳定平台跟踪目标。

实现目标跟踪的关键在于完整的分割目标、合理地提取特征并准确地识别目标，同时考虑算法实现的时间，以保证实时性。

目标跟踪涉及的方面比较多，各个方面相关的关联性和处理方法在前后承接上的依赖性比较强，造成其整体发展速度相对缓慢，目前仍无一个较好的跟踪方法，普遍现象是跟踪容易丢失，对快速运动目标跟踪效果不好，甚至在跟踪过程中转移了跟踪目标。

发明内容

为此，本发明的目的在于提供一种跟踪效果比较好的基于中心检测的跟踪方法。

本发明采用以下技术方案：

一种基于中心检测的跟踪方法，包括以下步骤：

1）采集视频图像当前帧和前一帧图像；

2）基于步骤1）所获得的两帧图像及当前的跟踪速度通过移位帧差算法提取图像背景；

3）利用所获得图像与背景图像的差得到目标图像；

4）确定目标图像的中心点坐标；

5）若目标图像的中心点与当前帧图像中心的距离小于设定阈值，则维持当前状态，否则，转步骤6）；

6）计算目标图像中心点的视场角，由该视场角与当前帧图像中心点的视场角的偏差，启动跟踪，使目标图像中心点的视场角趋同于当前帧图像中心点的视场角。

从上述方案可以看出，依据本发明，利用图像处理算法对目标进行检测识别，并进一步计算出目标图像中心的视场角，据此，利用其与视场中心点的偏差，容易确定目标跟踪的方向及跟踪的速度，实现起来相对比较简单，且如目标跟踪的方向和跟踪的速度在此条件下非常容易计算，计算量相对比较小，响应速度快，从而可以做到比较好的跟踪效果。

上述基于中心检测的跟踪方法，步骤1）中包括对所获得当前帧和前一帧图像预处理的步骤，该预处理的步骤包括对图像降噪，并进行灰度化。

上述基于中心检测的跟踪方法，步骤2）提取的图像背景为：

G_b= G_n- G_p*S；

G_n当前帧图像，G_p为前一帧图像，S为当前跟踪速度的运动矢量，*表示移位；

进而，目标图像为G_t=G_n-G_b。

上述基于中心检测的跟踪方法，在步骤3）中还包括目标确认步骤，加以匹配的，创建有模板库，在得到目标图像后，利用模板匹配算法进行目标确认。

上述基于中心检测的跟踪方法，步骤4）中确定目标图像中心点坐标的方法是利用象素点纵横坐标的平均值得到中心点的纵坐标和横坐标。

上述基于中心检测的跟踪方法，以当前帧图像中心为原点构造笛卡儿坐标系，即上文提到过的新坐标系，基于目标图像中心点相对于新坐标系原点的位置确定其所处的笛卡尔坐标系象限，基于象限确定步骤6）的移动方向，然后再确定移动速度。

上述基于中心检测的跟踪方法，确定一个趋同时间，根据目标图像的中心点与当前帧图像中心的视场角差值及趋同时间，确定水平趋同速度与垂直趋同速度，合成该趋同速度得到移动速度。

上述基于中心检测的跟踪方法，设定阈值为当前帧图像对角线长度的10%。

附图说明

图1为依据本发明的一种目标检测识别流程图。

图2为依据本发明的一种目标视场角计算流程图。

图3为依据本发明的一种云台控制流程图。