[发明专利]对象跟踪装置和方法

权利要求书

1.一种对象跟踪装置，包括处理器和存储器，其特征在于，包括：所述处理器包括：

图像预处理模块，用于对输入图像的背景区域进行归一化处理，以获得具有固定尺寸的背景区域的归一化的图像；

超像素匹配模块，用于使用超像素算法将所述归一化的图像转换为超像素图像并将所述超像素图像和参照超像素区域进行匹配，以在所述超像素图像中找到具有与所述参照超像素区域相似度高的超像素颜色的匹配区域；以及

背景屏蔽模块，用于对具有所述匹配区域的所述超像素图像进行屏蔽处理以获得所述匹配区域之外的背景区域被屏蔽的超像素屏蔽图像。

2.根据权利要求1所述的对象跟踪装置，其特征在于，所述图像预处理模块还包括对象概率估计子模块，所述对象概率估计子模块用于使用前景区域和背景区域的颜色直方图来计算每个像素的对象概率，并且执行均值平移以将前景区域平移至适当位置。

3.根据权利要求2所述的对象跟踪装置，其特征在于，所述超像素匹配模块还用于通过应用所述超像素图像将所述对象概率转换为超像素级对象概率，所述超像素级对象概率为具有相同的超像素标记的对象概率的平均值。

4.根据权利要求1所述的对象跟踪装置，其特征在于，对具有所述匹配区域的所述超像素图像进行屏蔽处理，进一步包括：

将位于所述匹配区域外部的超像素标记为所述超像素屏蔽图像的背景并将所述背景设置为黑色；

当所述匹配区域的内部的超像素颜色与所述参照超像素区域的超像素颜色相似时，将位于所述匹配区域内部的超像素标记为前景并将所述前景设置为白色；以及

当所述匹配区域的内部的超像素颜色与所述参照超像素区域的超像素颜色不相似时，将位于所述匹配区域内部的超像素标记为中景并将所述中景设置为灰色。

5.根据权利要求3所述的对象跟踪装置，其特征在于，所述背景屏蔽模块还用于将所述超像素屏蔽图应用于所述超像素级对象概率并且生成屏蔽概 率图。

6.根据权利要求5所述的对象跟踪装置，其特征在于，将所述超像素屏蔽图应用于所述超像素级对象概率并且生成屏蔽概率图进一步包括：

当所述超像素屏蔽图像标记为前景时，所述屏蔽概率图的概率为1；

当所述超像素屏蔽图像标记为中景时，所述屏蔽概率图的概率具有与所述对象概率相同的概率；以及

当所述超像素屏蔽图像标记为背景时，所述屏蔽概率图的概率为0。

7.根据权利要求1所述的对象跟踪装置，其特征在于，所述对象区域归一化子模块用于通过与所述输入图像的背景区域相同的长宽比，将所述输入图像的背景区域缩放至固定尺寸，以获得具有所述固定尺寸的背景区域的所述归一化的图像。

8.根据权利要求1所述的对象跟踪装置，其特征在于，还包括对象区域估计模块，

用于求解马尔科夫随机场MRF以生成超像素对象二值图；

基于所述对象二值图计算最终的输出区域；

计算输出区域的颜色直方图和先前帧的参照直方图之间的直方图相似度，以判定跟踪成功；以及

存储所述最终的输出区域中的超像素信息。

9.根据权利要求1-8中的任一项所述的对象跟踪装置，其特征在于，所述参照超像素区域是先前帧的跟踪对象区域，所述输入图像的背景区域是输入图像的第一帧中的初始框或在每幅后续图像中的先前帧的跟踪框。

10.一种对象跟踪方法，其特征在于，包括：

对输入图像的背景区域进行归一化处理，以获得具有固定尺寸的背景区域的归一化的图像；以及

基于使用超像素算法将所述归一化的图像转换为超像素图像并将所述超像素图像和参照超像素区域进行匹配，以在所述超像素图像中找到具有与所述参照超像素区域的相似度最高的超像素颜色的匹配区域；以及

对具有所述匹配区域的所述超像素图像进行屏蔽处理以获得所述匹配区域之外的背景区域被屏蔽的超像素屏蔽图像。

11.根据权利要求10所述的对象跟踪方法，其特征在于，还包括：在对 图像的背景区域进行归一化处理之后，使用前景区域和背景区域的颜色直方图来计算每个像素的对象概率，并且执行均值平移以将前景区域平移至适当位置。