[发明专利]动态背景下基于固定形态的单一运动目标追踪方法和装置

说明书

本发明公开了一种动态背景下基于固定形态的单一运动目标的追踪方法和装置。该方法包括：以白色背景的两条黑色交叉线作为待追踪的运动目标，通过摄像头获取待追踪的运动目标当前帧的YUV图像；利用帧差法检测YUV图像中的运动目标区域；对运动目标区域中的运动目标进行边缘检测获取二值边缘图像，并进行滤波处理；利用霍夫变换检测二值边缘图像的直线及直线交点；根据摄像头与运动目标的距离和目标的实际大小，以直线交点为中心确定运动目标。可见，本发明在动态背景下基于固定形态的单一运动目标的追踪时的运算速度快，保证低速运动中实现目标追踪的实时性，且方法简单易实现。

技术领域

本发明涉及目标追踪技术领域，特别涉及一种动态背景下基于固定形态的单一运动目标追踪方法和装置。

背景技术

近年来，运动目标追踪应用越来越广，特别是随着无人机应用的兴起，其相应的目标追踪方法越来越被重视。追踪主要可分为三类：基于区域的追踪，基于轮廓的追踪和基于特征的追踪，而能准确进行追踪的前提是准确在背景中检测出被追踪的目标。

检测被追踪的目标的时候，首先是目标区域的检测方法。在静态背景下，运动目标区域的检测方法有帧差法、光流法、背景减除法等，其中光流法计算复杂度大，很难实现实时处理；背景减除法需要对背景进行建模，所以需要一组没有目标的背景图像序列；帧差法是将第一帧图像作为背景图像，通过两帧图像之间的差值来获取运动目标区域，具有较好的实时性，而且算法简单、计算量小，是一种常见的目标检测算法。

其次是目标形态的检测，目标的表示形式是目标追踪的基础，最常见的基于目标形态的表示方法有：点表示方法、几何形状表示方法、骨架表示法、轮廓表示法。此外，还有基于目标的外观特征的表示方法有：目标概率密度表示方法、模板表示方法、主动外观模型表示方法、多视点模型表示法。针对几何形状表示方法中的直线表示法，进行目标形态检测的时候，检测直线最常用的方法是概率霍夫变换，能够检测到直线线段，在找到直线段后，将此直线上的点全部删除，但是现有技术中的概率霍夫变换在删除的过程中需要再次进行霍夫空间转换，运算量大，计算速度比较慢，在硬件条件有限的平台上很难实现实时处理。

另外，霍夫变换处理的是二值边缘图像，在进行转换成二值边缘图像的过程中，会用到边缘检测算法canny算法，但是canny算法中首先需要对图像进行高斯滤波，在硬件条件有限的平台上，运算速度达不到。

总之，在现有技术中的基于固定形态的单一运动目标追踪方法中的计算量较大，运算量较大，很难实现目标的实时追踪。

发明内容

鉴于现有技术基于固定形态的单一运动目标追踪方法中的计算量较大，运算量较大，很难实现目标的实时追踪的问题，提出了本发明的一种动态背景下基于固定形态的单一运动目标追踪方法和装置，以便解决或至少部分地解决上述问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种动态背景下基于固定形态的单一运动目标的追踪方法，所述方法包括：

以白色背景的两条黑色交叉线作为待追踪的运动目标，通过摄像头获取待追踪的运动目标当前帧的YUV图像；

利用帧差法检测所述YUV图像中的运动目标区域；

对所述运动目标区域中的所述运动目标进行边缘检测获取二值边缘图像，并进行滤波处理；

利用霍夫变换检测所述二值边缘图像的直线及直线交点；

根据所述摄像头与所述运动目标的距离和目标的实际大小，以所述直线交点为中心确定运动目标。

根据本发明的另一个方面，提供了一种

动态背景下基于固定形态的单一运动目标的追踪装置，其特征在于，所述装置包括：

YUV图像获取单元，用于以白色背景的两条黑色交叉线作为待追踪的运动目标，通过摄像头获取待追踪的运动目标当前帧的YUV图像；