[发明专利]一种基于点对点的运动目标检测与跟踪方法

说明书

本发明公开了一种基于点对点的运动目标检测与跟踪方法，包括如下步骤：计算得到当前图像的帧间二值图；计算帧间二值图存在白点的区域，根据所述存在白点的区域大小判断摄像机镜头的运动状态；如果当前帧和上一帧存在白点的区域均大于干扰阈值，则物体运动且镜头持续运动，根据上一帧图像的二值图中白点的位置对当前帧的像素点进行运动估计，得到当前帧的估计二值图，根据估计二值图计算物体的运动轨迹；控制摄像机根据运动轨迹对物体进行跟踪。该方法有效地解决了摄影机实时跟踪运动物体这种复杂的运动物体检测问题，对运动物体的跟踪快速准确。

技术领域

本发明涉及一种基于点对点的运动目标检测与跟踪方法，属于数字图像处理技术领域。

背景技术

运动的视觉分析是近年来计算机视觉领域中备受关注的前沿方向，它从图像序列中检测、识别、跟踪运动目标并对其行为进行理解和描述，属于图像分析和理解的范畴。运动分析的研究内容相当丰富，主要涉及到模式识别、图像处理、计算机视觉、人工智能等学科知识；同时，动态场景中运动的快速分割、非刚性运动、目标之间互相遮挡或停止的处理等也为运动分析研究带来了一定的挑战。运动检测的目的是从序列图像中将变化区域从背景图像中提取出来。运动区域的有效分割对于目标分类、跟踪和行为理解等后期处理非常重要，因为接下来的处理过程仅仅只考虑图像中对应于运动区域的像素。然而，由于背景图像的动态变化，如天气、光照、影子及混乱干扰等的影响，使得运动检测成为一项相当困难的工作。

近几十年来，国内外学者提出了许多方法用于检测和跟踪序列图像中的运动目标，对于序列图像中运动目标的检测，常用的方法有基于背景差分的方法、基于帧间差分的方法、基于特征的方法、基于光流场的方法等等。

但是由于环境特点的不同，很难得到一种通用的检测方法，针对不同背景下的序列图像提出的运动目标检测方法还不够完善，因此有必要对此进行深入的研究。

除此之外，目前对于序列图像中运动目标的检测，绝大多数方法都假设用于获取序列图像的摄像机是静止的。而对于摄影机运动且目标运动的情况，研究还比较少，理论也还远远没有成熟。但是，摄影机运动且目标运动的情况是运动目标的检测最复杂的一种情况，也是最普通的情况。所以亟需一种新的适用于摄影机运动且目标运动的运动目标的检测方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题在于提供一种基于点对点的运动目标检测与跟踪方法。

为实现上述发明目的，本发明采用下述的技术方案：

一种基于点对点的运动目标检测与跟踪方法，包括如下步骤：

计算得到当前图像的帧间二值图；

计算帧间二值图存在白点的区域，根据所述存在白点的区域大小判断摄像机镜头的运动状态；

如果当前帧和上一帧存在白点的区域均大于干扰阈值，则物体运动且镜头持续运动，根据上一帧图像的二值图中白点的位置对当前帧的像素点进行运动估计，得到当前帧的估计二值图，根据估计二值图计算物体的运动轨迹；

控制摄像机根据运动轨迹对物体进行跟踪。

其中较优地，在计算得到当前图像的帧间二值图之前，还包括如下步骤：

对获取的图像进行降噪处理。

其中较优地，采用多帧图像差分算法计算得到当前图像的帧间二值图，包括如下步骤：

获取视频图像序列中连续的三帧图像，将中间帧设置为当前帧，对三针图像的相邻两帧分别进行差分运算，得到两个二值差分图像；

对得到的两个二值差分图像进行与运算，当两个二值差分图像中至少有一个值为零时，将当前帧对应位置像素值设置为零，得到当前图像的帧间二值图。