一種目標碎片區域融合的方法及裝置的製作方法

2023-10-08 19:48:24 1

專利名稱：一種目標碎片區域融合的方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及目標跟蹤中的目標碎片區域融合的方法及裝置，屬於圖像處理、視頻 監控領域。
背景技術：
在目標的跟蹤過程中，當場景中存在目標中部分像素點的灰度值與背景相近或者 場景中存在較快的光影變化時，常會檢測到不完整的前景區域，即表現為1個真實目標的 檢測區域碎裂成2塊或者多塊碎片區域。對於基於塊匹配的跟蹤方法/裝置，這種碎裂常 會造成跟蹤的無法延續，進而在使用預測信息來跟蹤目標時，會產生「目標跟蹤丟失」的現象。綜上所述，目前迫切需要提出一種能簡單、有效地進行目標碎片區域融合的方法 及裝置。

發明內容
本發明的主要目的在於解決目標跟蹤中的目標的碎裂問題，實現目標碎片區域的融合。為達到上述目的，按照本發明的第一個方面，提供了一種目標碎片區域融合的方 法，所述方法包括步驟101 根據前一幀圖像中的目標預測當前幀圖像中的當前幀目標，將所述當 前幀目標的中心作為搜索框中心，並將所述當前幀目標的矩形框向四周擴展以獲得搜索 框；步驟102 根據所述搜索框，選擇碎片候選區域；步驟103 對所述碎片候選區域進行融合處理並獲得融合區域，計算並獲得融合 區域的融合信息；步驟104 通過分別計算融合區域與當前幀目標的匹配係數CmCTge、以及組成融合 區域的各碎片候選區域與當前幀目標的匹配係數Ci(i = 1，K，N)，進行融合區域可靠性判 斷；如果> CiG = 1，K，N)，則認為融合區域可靠，進入步驟105，否則認為融合區域不 可靠，結束本流程，其中，i表示第i個碎片候選區域，N表示碎片候選區域的個數；和步驟105 對可靠的融合區域進行數據更新，輸入融合區域的融合信息，同時刪除 組成該融合區域的碎片候選區域的信息。其中，所述搜索框根據目標的大小、不同場景的需求，按照下述公式將當前幀目標 的矩形框向四周擴展而獲得
Γ η Psearell =^argetHl +2<!
Karch= ^target *(1 + 2*α) 其中，Wta,get、Hta,get分別表示當前幀目標的矩形框的寬度和高度，
^searchΛ ^-search 刀力U
表示搜索框的寬度和高度，a為縮放因子，-0. 25 < a < 0. 5。
優選地，所述步驟102中選擇碎片候選區域的步驟包括步驟1021 根據搜索框，從圖像中選擇滿足一定的面積條件的前景區域為該搜索 框中的候選區域；步驟1022 計算每個所述候選區域的矩形框邊緣與其他候選區域的矩形框邊緣 的最近距離，根據最近距離去除不符合一定的距離條件的候選區域；步驟1023 統計符合一定的距離條件的候選區域內前景面積之和面積，計算該 前景面積之和面積和與目標的面積的差值，計算該差值與目標的面積的比值，若該比值 在設定的範圍內，則進入步驟1024，否則結束本流程，其中該設定的範圍為[-T4，T4]， 0. 4彡T4彡0. 6 ；和步驟1024 統計符合一定的距離條件的候選區域的個數，若該個數大於第五閾值 T5，則對候選區域的前景面積按由大到小排序，選擇前景面積最大的前T5個候選區域作為 碎片候選區域，否則將所有的候選區域作為碎片候選區域，其中，T5為3、4或5。優選地，步驟1021中滿足一定的面積條件的前景區域是指同時滿足以下條件的 前景區域(1)前景區域與搜索框的交疊部分的面積與該前景區域的面積的比值大於第一 閾值Tl ;(2)前景區域內前景面積與搜索框對應的目標面積的比值不小於第二閾值T2且小 於 1 ；其中 0. 75 ^ Tl ^ 0. 85,0. 05 彡 T2 彡 0. 2。優選地，步驟1022中不符合一定的距離條件的候選區域是指最近距離大於第三 閾值T3的候選區域，其中T3為8-12個像素。優選地，所述步驟103包括以下步驟步驟1031 搜索所述碎片候選區域的最左端和最右端的χ坐標值、以及最上端和 最下端的y坐標值，以最左端和最右端的χ坐標值為縱線，以最上端和最下端的y坐標值為 橫線，得到一個矩形框，該矩形框所圍成的區域為融合區域；步驟1032 計算並獲得所述融合區域的融合信息，所述融合信息包括融合區域的 寬度、高度、目標面積、直方圖及質心坐標，其中融合區域的寬度的計算公式為Ilight-XleftI JleftJright分別表示融合區域的矩形 框的最左端和最右端的X坐標值；融合區域的高度的計算公式為I Ydmm-Yup I，Yup、Yd。m分別表示融合區域的矩形框 的最上端和最下端的1坐標值；通過統計融合區域內前景點的個數得到融合區域的目標面積；分別計算融合區域內所有前景點的χ坐標、y坐標的平均值X、Y ,得到融合區域 的質心坐標(X , Y )。優選地，在所述步驟104中，所述匹配係數CmCTge和匹配係數CiG = 1，K，N)分別 通過如下公式得到C = α .Cdist+β -Chist+Y · Carea其中，Cdist為距離匹配係數，Chist為直方圖匹配係數，Cmea為面積匹配係數，α、β、 Y分別為距離匹配權值、直方圖匹配權值、面積匹配權值，α、β、Υ按照實際場景需求進 行設定，且 0 < α < 1,0 < β < 1,0 < γ <1，α+β + y =1。其中，所述距離匹配係數Cdist的計算公式如下formula see original document page 7其中，xtogrt、yta_分別為預測的目標的中心的橫坐標和縱坐標，xregion> Yregion分別 為融合區域或者各碎片候選區域的中心的橫坐標和縱坐標，width、height分別為目標的寬 度和高度，coef是最小匹配係數。其中，所述直方圖匹配係數Chist的計算公式如下formula see original document page 7其中，R. hist、Τ. hist分別表示融合區域或者各碎片候選區域的直方圖和目標的
直方圖。其中，所述面積匹配係數Cma的計算公式如下C - Min(R.area,Τ.area)
area Max(R. area, T. area)其中，R. area, T. area分別表示區域(融合區域或者各碎片候選區域)的面積和 目標的面積，Max( ·，·)、Min( ，·)分別表示取最大值、最小值函數。此外，本發明還提供了一種目標碎片區域融合的裝置，所述裝置包括如下搜索框建立單元，用於根據前一幀圖像中的目標預測當前幀圖像中的當前幀目 標，將所述當前幀目標的中心作為搜索框中心，並將所述當前幀目標的矩形框向四周擴展 以獲得搜索框；碎片候選區域獲取單元，用於根據所述搜索框，選擇碎片候選區域；融合區域獲取單元，用於對所述碎片候選區域進行融合處理並獲得融合區域，計 算並獲得融合區域的融合信息；融合區域可靠性判斷單元，用於分別計算融合區域與當前幀目標的匹配係數 CmCTge、以及組成融合區域的各碎片候選區域與當前幀目標的匹配係數Ci (i = 1，K，N)，進行 融合區域可靠性判斷；如果CmCTge > CiG = 1，K，N)，則認為融合區域可靠，進入步驟105，否 則認為融合區域不可靠，結束本流程，其中，i表示第i個碎片候選區域，N表示碎片候選區 域的個數；和融合信息更新單元，用於對可靠的融合區域進行數據更新，輸入融合區域的融合 信息，同時刪除組成該融合區域的碎片候選區域的信息。優選地，所述碎片候選區域獲取單元包括候選區域選取模塊，用於根據搜索框，從圖像中選擇滿足一定的面積條件的前景 區域為該搜索框中的候選區域；候選區域過濾模塊，用於計算每個所述候選區域的矩形框邊緣與其他候選區域的 矩形框邊緣的最近距離，根據最近距離去除不符合一定的距離條件的候選區域；
候選區域判斷模塊，用於統計符合一定的距離條件的候選區域內前景面積之和面積，計算該前景面積之和面積和與目標的面積的差值，計算該差值與目標的面積的比值，若 該比值在設定的範圍內，則進入步驟1024，否則結束本流程，其中，該設定的範圍為[-T4， T4]，0. 4 ≤ Τ4 ≤ 0. 6 ；和碎片候選區域選取模塊，用於統計符合一定的距離條件的候選區域的個數，若該 個數大於第五閾值Τ5，則對候選區域的前景面積按由大到小排序，選擇前景面積最大的前 Τ5個候選區域作為碎片候選區域，否則將所有的候選區域作為碎片候選區域，其中，Τ5為 3、4 或 5。與現有技術相比，本發明所提供的目標碎片區域融合的方法有效地解決了目標跟 蹤中出現的同一目標被碎裂成多個碎片區域的問題，實現了屬於同一目標的碎片區域的融 合，從而可以有效地減少目標跟蹤中的丟失。


圖1示出了按照本發明的目標碎片區域融合的方法的流程圖；圖2示出了按照本發明的建立搜索框的示意圖；圖3示出了按照本發明的步驟102的流程圖；圖4示出了按照本發明的碎片候選區域選擇的示意圖；圖5示出了按照本發明的目標碎片區域融合的裝置的框架圖；圖6示出了按照本發明的碎片候選區域獲取單元的框架圖。
具體實施例方式為使貴審查員能進一步了解本發明的結構、特徵及其他目的，現結合所附較佳實 施例詳細說明如下，所說明的較佳實施例僅用於說明本發明的技術方案，並非限定本發明。本發明主要解決目標跟蹤中出現的同一目標被碎裂成多個碎片區域的問題，實現 了屬於同一目標的碎片區域的融合，可用於各種智能視頻監控中，如人群檢測、動目標檢測寸。在本發明中，所述「目標」是連續多幀匹配形成的檢測序列，例如通過跟蹤器連續 多幀匹配形成的。所述「區域」是指前景區域，即檢測器檢測出的前景所在的外接矩形區域。 所述「前景」是指檢測到的當前幀的前景團塊，例如通過檢測器檢測到的。本發明是基於目 標檢測的基礎上，主要是對檢測的目標、前景進行進一步的後期處理，因此目標檢測不是本 發明的發明點，這裡不再描述，具體可以參考現有技術。如圖1所示，圖1示出了按照本發明的目標碎片區域融合的方法的流程圖。由圖1 可以看出，本發明的目標碎片區域融合的方法包括步驟101、步驟102、步驟103、步驟104、 步驟105。步驟101 根據前一幀圖像中的目標預測當前幀圖像中的當前幀目標，將所述當 前幀目標的中心作為搜索框中心，並將所述當前幀目標的矩形框向四周擴展以獲得搜索 框。步驟102 根據搜索框，選擇碎片候選區域。步驟103 對所述碎片候選區域進行融合處理並獲得融合區域，計算並獲得融合區域的融合信息。步驟104 通過分別計算融合區域與當前幀目標的匹配係數CmCTge、以及組成融合 區域的各碎片候選區域與當前幀目標的匹配係數Ci(i = 1，K，N)，進行融合區域可靠性判 斷；如果CmCTge > VCi (i = 1，K，N)，則認為融合區域可靠，進入步驟105，否則認為融合區域 不可靠，結束本流程，其中，i表示第i個碎片候選區域，N表示碎片候選區域的個數。步驟105 對可靠的融合區域進行數據更新，輸入融合區域的融合信息，同時刪除 組成該融合區域的碎片候選區域的信息。該碎片候選區域的信息即該碎片候選區域對應的 位置信息，包括質心坐標、寬度和高度。其中，步驟101可以通過以下方法實現在將目標的矩形框向四周擴展時，由於擴 展的大小根據目標的大小、不同場景的需求而有所變化，因此，在發明中以縮放因子a來控 制矩形框的擴展量。即，搜索框根據目標的大小、不同場景的需求，按照下述公式將目標的 矩形框向四周擴展而獲得
formula see original document page 9其中，Wtargrt、Htargrt分別表示目標的矩形框的寬度和高度，Wsearch^Hsearch分別表示搜 索框的寬度和高度，a的取值範圍為[-0. 25，0. 5]，即-0. 25彡a彡0. 5。如圖2所示，圖2示出了按照本發明的建立搜索框的示意圖。由圖2可以看出，圖 2中有兩個實線的矩形框，其中左邊的一個實線矩形框為當前幀圖像中目標的矩形框，左邊 實線矩形框中白色團塊即為前一幀圖像中的目標。右邊的一個實線矩形框為預測的目標在 當前幀圖像中的矩形框，右邊實線矩形框中白色圓點為預測的目標的中心，以預測的目標 的中心為搜索框中心，將右邊實線矩形框向四周擴展，可以獲得搜索框，即圖2中虛線矩形 框。如圖3所示，圖3示出了按照本發明的步驟102的流程圖。由圖3可以看出，按照 本發明的步驟102可以包括以下步驟步驟1021、步驟1022、步驟1023、和步驟1024。步驟1021，根據搜索框，從圖像中選擇滿足一定的面積條件的前景區域(即前景 的外接矩形)為該搜索框中的候選區域。其中，滿足一定的面積條件的前景區域是指同時 滿足以下條件的區域(1)前景區域與搜索框的交疊部分的面積與該前景區域的面積的比 值大於第一閾值Tl ； (2)前景區域內前景面積與搜索框對應的目標面積的比值不小於第二 閾值T2且小於1。其中，0. 75 ^ Tl ^ 0. 85，優選地Tl = 0. 8 ；0. 05彡T2彡0. 2，優選地T2 =0. 1。前景面積為前景團塊的面積，可以通過統計前景點的像素個數而獲得的，例如前景 區域內有30個前景點，則認為該前景區域的目標面積為30。步驟1022，計算每個所述候選區域的矩形框邊緣與其他候選區域的矩形框邊緣的 最近距離，根據最近距離去除不符合一定的距離條件的候選區域。其中，不符合一定的距離 條件的候選區域是指最近距離大於第三閾值T3的候選區域。T3為8-12個像素，優選為10 個像素。步驟1023，統計符合一定的距離條件的候選區域內前景面積之和面積，計算該 前景面積之和面積和與目標的面積的差值，計算該差值與目標的面積的比值，若該比值 在設定的範圍內，則進入步驟1024，否則結束本流程。其中，設定的範圍為[-T4，T4]， 0. 4 彡 T4 彡 0. 6，優選地 T4 = 0. 5。
步驟1024，統計符合一定的距離條件的候選區域的個數，若該個數大於第五閾值 T5，則對候選區域的前景面積按由大到小排序，選擇前景面積最大的前T5個候選區域作為 碎片候選區域，否則將所有的候選區域作為碎片候選區域。其中，T5為3、4或者5，優選為4。如圖4所示，圖4示出了按照本發明的碎片候選區域選擇的示意圖。由圖4可以 看出，虛線矩形框為搜索框，由於前景c所在區域不能滿足步驟1021中的條件(2)，前景d 所在區域不能滿足步驟1022中的距離條件，因此前景c和d所在區域不能選為碎片候選區 域，而剩下前景a和b所在區域被選為碎片候選區域。本發明的步驟103可以包括以下步驟步驟1031和步驟1032。步驟1031 對步驟1024選擇的碎片候選區域進行融合處理，以獲取融合區域。具 體的說，搜索所有的碎片候選區域的最左端和最右端的X坐標值、以及最上端和最下端的y 坐標值，以最左端和最右端的χ坐標值為縱線，以最上端和最下端的y坐標值為橫線，可以 得到一個矩形框，該矩形框所圍成的區域即為融合區域。步驟1032:計算並獲得所述融合區域的融合信息，所述融合信息包括融合區 域的寬度、高度、目標面積、直方圖及質心坐標。其中，融合區域的寬度的計算公式為 I Xright-Xleft I' Xleft> Xright分別表示融合區域的矩形框的最左端和最右端的X坐標值；融合區 域的高度的計算公式為IYdtwn-YupI，Yup、Yd。wn分別表示融合區域的矩形框的最上端和最下 端的y坐標值。通過統計融合區域內前景點的個數可以得到融合區域的目標面積，即融合 區域的目標面積是根據前景點的個數來統計的，例如融合區域內有30個前景點，則認為該 融合區域的目標面積為30。簡言之，前景點就是屬於前景的點，前景是通過運動目標檢測器 獲得的，因為目標檢測不是本發明的發明點，所以在此不再具體闡述。融合區域的直方圖的 計算屬於現有技術，通常是統計直方圖。對某一物理量(區域或者目標)在相同條件下做 η次重複測量，得到一系列測量值，找出它的最大值和最小值，然後確定一個區間，使其包含 全部測量數據，將該區間分成若干小區間，統計測量結果出現在各小區間的頻數Μ，以測量 數據為橫坐標，以頻數M為縱坐標，劃出各小區間及其對應的頻數高度，則可得到一個矩形 圖，即統計直方圖。分別計算融合區域內所有前景點的χ坐標、y坐標的平均值又、Y ,可以 得到融合區域的質心坐標(X , Y )。步驟104可以通過以下方法實現計算融合區域與目標的匹配係數組成融 合區域的各碎片候選區域與目標的匹配係數Ci (i = 1，K，N)(其中i表示第i個碎片候選 區域，N表示碎片候選區域的個數)，如果Cnrew > Ci (i = 1，K，N)，則認為融合區域可靠，進 入步驟105，否則認為融合區域不可靠，結束本流程。匹配係數C (即融合區域與目標的匹配係數CmCTge或者碎片候選區域與目標的匹配 係數Ci(i = 1，K，N))的計算公式如下C = α .Cdist+β -Chist+Y · Carea其中，Cdist為距離匹配係數，Chist為直方圖匹配係數，Carea為面積匹配係數。α、 β、Y分別為距離匹配權值、直方圖匹配權值、面積匹配權值。在本發明中，α、β、Υ可以 按照實際場景需求進行設定，這三者的值都在0 1之間，且滿足三者的值的和為1，即0 < α < 1，0 < β < 1，0 < γ < 1，α+β + γ = 1。例如當場景為倉庫時，α、β、γ可以分別設定為0. 5,0. 2和0. 3。距離匹配係數Cdist的計算公式如下formula see original document page 11
其中，Xtarget, ytarget分別為預測的目標的中心(即搜索框中心)的橫坐標和縱坐 標；x_。n、yMgi。n分別為區域(融合區域或者各碎片候選區域)的中心的橫坐標和縱坐標； width、height分別為目標的寬度和高度，目標的寬度Width的計算公式為X，right-x' left， X' right>X' left分別表示目標的矩形框的最左端和最右端的X坐標值；目標的高度height的 計算公式為:r UP-Y』 d_，Y』 up、Y』 d_分別表示目標的矩形框的最上端和最下端的y坐標 值。coef是最小匹配係數，在本發明中，coef可以按照實際場景需求進行設定，例如當場景 為倉庫時，coef可以設定為0. 6。直方圖匹配係數Chist的計算公式如下formula see original document page 11其中，R. hist、Τ. hist分別表示區域(融合區域或者各碎片候選區域)的直方圖 和目標的直方圖。其中，直方圖的計算屬於現有技術，例如可以採用在步驟1032中描述的 方法(統計直方圖)。面積匹配係數Carea的計算公式如下
formula see original document page 11其中，R. area, Τ. area分別表示區域(融合區域或者各碎片候選區域)的面積和 目標的面積。其中，區域(融合區域或者各碎片候選區域)的面積是前景的外接矩形的 面積，即前景的外接矩形的寬度X前景的外接矩形的高度。目標的面積是通過統計融合 區域內前景點的個數獲得的，例如融合區域內有30個前景點，則認為該目標的面積為30。 Max( ·，·)、Min( ·，·)分別表示取最大值、最小值函數。在步驟105中，對可靠的融合區域進行數據更新，輸入融合信息，同時刪除組成該 融合區域的碎片信息。對應於本發明的目標碎片區域融合的方法，本發明還提供了目標碎片區域融合的 裝置。如圖5所示，圖5示出了按照本發明的目標碎片區域融合的裝置的框架圖。由圖5 可以看出，按照本發明的目標碎片區域融合的裝置包括搜索框建立單元1、碎片候選區域獲 取單元2、融合區域獲取單元3、融合區域可靠性判斷單元4、和融合信息更新單元5。搜索框建立單元1，用於根據前一幀圖像中的目標預測當前幀圖像中的當前幀目 標，將所述當前幀目標的中心作為搜索框中心，並將所述當前幀目標的矩形框向四周擴展 以獲得搜索框。
碎片候選區域獲取單元2，用於根據搜索框，選擇碎片候選區域。融合區域獲取單元3，用於對所述碎片候選區域進行融合處理並獲得融合區域，計算並獲得融合區域的融合信息。融合區域可靠性判斷單元4，用於分別計算融合區域與當前幀目標的匹配係數 CmCTge、以及組成融合區域的各碎片候選區域與當前幀目標的匹配係數Ci (i = 1，K，N)，進行 融合區域可靠性判斷；如果CmCTge > CiG = 1，K，N)，則認為融合區域可靠，進入步驟105，否 則認為融合區域不可靠，結束本流程，其中，i表示第i個碎片候選區域，N表示碎片候選區 域的個數。融合信息更新單元5，用於對可靠的融合區域進行數據更新，輸入融合區域的融合 信息，同時刪除組成該融合區域的碎片候選區域的信息。如圖6所示，圖6示出了按照本發明的碎片候選區域獲取單元的框架圖。由圖6 可以看出，按照本發明的碎片候選區域獲取單元2包括候選區域選取模塊21、候選區域過 濾模塊22、候選區域判斷模塊23、和碎片候選區域選取模塊24。候選區域選取模塊21，用於根據搜索框，從圖像中選擇滿足一定的面積條件的前 景區域為該搜索框中的候選區域。候選區域過濾模塊22，用於計算每個所述候選區域的矩形框邊緣與其他候選區域 的矩形框邊緣的最近距離，根據最近距離去除不符合一定的距離條件的候選區域。候選區域判斷模塊23，用於統計符合一定的距離條件的候選區域內前景面積之和 面積，計算該前景面積之和面積和與當前幀目標的面積的差值，計算該差值與當前幀目標 的面積的比值，若該比值在設定的範圍內，則進入步驟1024，否則結束本流程，其中，該設定 的範圍為[-T4，Τ4]，0· 4彡Τ4彡0. 6。碎片候選區域選取模塊24，用於統計符合一定的距離條件的候選區域的個數，若 該個數大於第五閾值Τ5，則對候選區域的前景面積按由大到小排序，選擇前景面積最大的 前Τ5個候選區域作為碎片候選區域，否則將所有的候選區域作為碎片候選區域，其中，Τ5 可以選為3、4或5。在本發明的一個實施例中以倉庫為場景，其中，第一閾值Tl = 0.8，第二閾值Τ2 = 0. 1，第三閾值Τ3 = 10個像素，第四閾值Τ4 = 0.5，第五閾值Τ5 = 4，a = 0. 1，α =0.5、 β = 0· 2、γ = 0· 3，coef = 0. 6。與現有技術相比，本發明所提供的目標碎片區域融合的方法有效地解決了目標跟 蹤中出現的同一目標被碎裂成多個碎片區域的問題，實現了屬於同一目標的碎片區域的融 合，從而可以有效地減少目標跟蹤中的丟失。需要聲明的是，上述發明內容及具體實施方式
意在證明本發明所提供技術方案的 實際應用，不應解釋為對本發明保護範圍的限定。本領域技術人員在本發明的精神和原理 內，當可作各種修改、等同替換、或改進。本發明的保護範圍以所附權利要求書為準。
權利要求
一種目標碎片區域融合的方法，其特徵在於，所述方法包括以下步驟步驟101根據前一幀圖像中的目標預測當前幀圖像中的當前幀目標，將所述當前幀目標的中心作為搜索框中心，並將所述當前幀目標的矩形框向四周擴展以獲得搜索框；步驟102根據所述搜索框，選擇碎片候選區域；步驟103對所述碎片候選區域進行融合處理並獲得融合區域，計算並獲得融合區域的融合信息；步驟104通過分別計算融合區域與當前幀目標的匹配係數Cmerge、以及組成融合區域的各碎片候選區域與當前幀目標的匹配係數Ci(i＝1，K，N)，進行融合區域可靠性判斷；如果Cmerge＞Ci(i＝1，K，N)，則認為融合區域可靠，進入步驟105，否則認為融合區域不可靠，結束本流程，其中，i表示第i個碎片候選區域，N表示碎片候選區域的個數；和步驟105對可靠的融合區域進行數據更新，輸入融合區域的融合信息，同時刪除組成該融合區域的碎片候選區域的信息。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述搜索框根據目標的大小、不同場景的 需求，按照下述公式將當前幀目標的矩形框向四周擴展而獲得formula see original document page 2其中，Wtmgrt、Htogrt分別表示當前幀目標的矩形框的寬度和高度，Wsearch^Hsearch分別表示 搜索框的寬度和高度，a為縮放因子，-0. 25 < a < 0. 5。
3.根據權利要求1所述的方法，其中所述步驟102中選擇碎片候選區域的步驟包括 步驟1021 根據搜索框，從圖像中選擇滿足一定的面積條件的前景區域為該搜索框中的候選區域；步驟1022 計算每個所述候選區域的矩形框邊緣與其他候選區域的矩形框邊緣的最 近距離，根據最近距離去除不符合一定的距離條件的候選區域；步驟1023 統計符合一定的距離條件的候選區域內前景面積之和面積，計算該前景 面積之和面積和與當前幀目標的面積的差值，計算該差值與當前幀目標的面積的比值，若 該比值在設定的範圍內，則進入步驟1024，否則結束本流程，其中，該設定的範圍為[-T4， Τ4]，0· 4 彡 T4 彡 0. 6 ；步驟1024 統計符合一定的距離條件的候選區域的個數，若該個數大於第五閾值Τ5， 則對候選區域的前景面積按由大到小排序，選擇前景面積最大的前Τ5個候選區域作為碎 片候選區域，否則將所有的候選區域作為碎片候選區域，其中，Τ5為3、4或5。
4.根據權利要求3所述的方法，其特徵在於，步驟1021中滿足一定的面積條件的前景 區域是指同時滿足以下條件的前景區域(1)前景區域與搜索框的交疊部分的面積與該前景區域的面積的比值大於第一閾值Tl ；(2)前景區域內前景面積與搜索框對應的目標面積的比值不小於第二閾值Τ2且小於1 ；其中 0. 75 ≤ Tl ≤ 0. 85,0. 05 ≤ Τ2 ≤ 0. 2。
5.根據權利要求3所述的方法，其特徵在於，步驟1022中不符合一定的距離條件的候選區域是指最近距離大於第三閾值T3的候選區域，其中Τ3為8-12個像素。
6.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述步驟103包括以下步驟步驟1031 搜索所述碎片候選區域的最左端和最右端的χ坐標值、以及最上端和最下 端的y坐標值，以最左端和最右端的χ坐標值為縱線，以最上端和最下端的y坐標值為橫 線，得到一個矩形框，該矩形框所圍成的區域為融合區域；步驟1032 計算並獲得所述融合區域的融合信息，所述融合信息包括融合區域的寬 度、高度、目標面積、直方圖及質心坐標，其中融合區域的寬度的計算公式為Ilight-XleftI，Xleft、Iight分別表示融合區域的矩形框的 最左端和最右端的χ坐標值；融合區域的高度的計算公式為I Ydtwn-Yup I，Yup、Yd。wn分別表示融合區域的矩形框的最 上端和最下端的ι坐標值；通過統計融合區域內前景點的個數得到融合區域的目標面積； 融合區域的直方圖通過計算融合區域的直方圖得到；分別計算融合區域內所有前景點的χ坐標、y坐標的平均值t、Y,得到融合區域的質 心坐標(X , Y )。
7.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，在所述步驟104中，所述匹配係數Cmwge和 匹配係數Ci (i = 1，K，N)分別通過如下公式得到formula see original document page 3其中，Cdist為距離匹配係數，Chist為直方圖匹配係數，Carea為面積匹配係數，α、β、Y 分別為距離匹配權值、直方圖匹配權值、面積匹配權值，α、β、Υ按照實際場景需求進行設 定，且 0< α < 1,0 < β < 1,0 < γ <1，α +β + y =1。
8.根據權利要求7所述的方法，其特徵在於，所述距離匹配係數Cdist的計算公式如下formula see original document page 3其中，Xtmgrt、ytog。t分別為預測的目標的中心的橫坐標和縱坐標，xregion> Yregion分別為融 合區域或者各碎片候選區域的中心的橫坐標和縱坐標，Width、height分別為目標的寬度和 高度，coef是最小匹配係數。
9.根據權利要求7所述的方法，其特徵在於，所述直方圖匹配係數Chist的計算公式如下formula see original document page 3其中，R. hist、Τ. hist分別表示融合區域或者各碎片候選區域的直方圖和目標的直方圖。
10.根據權利要求7所述的方法，其特徵在於，所述面積匹配係數Cara的計算公式如formula see original document page 4其中，R. area, T. area分別表示區域(融合區域或者各碎片候選區域)的面積和目標 的面積，Max ( ，·)、Min( ·，·)分別表示取最大值、最小值函數。
11.一種目標碎片區域融合的裝置，所述裝置包括搜索框建立單元，用於根據前一幀圖像中的目標預測當前幀圖像中的當前幀目標，將 所述當前幀目標的中心作為搜索框中心，並將所述當前幀目標的矩形框向四周擴展以獲得 搜索框；碎片候選區域獲取單元，用於根據所述搜索框，選擇碎片候選區域； 融合區域獲取單元，用於對所述碎片候選區域進行融合處理並獲得融合區域，計算並 獲得融合區域的融合信息；融合區域可靠性判斷單元，用於分別計算融合區域與目標的匹配係數CmCTge、以及組成 融合區域的各碎片候選區域與目標的匹配係數Ci (i = 1，K，N)，進行融合區域可靠性判斷； 如果CmCTge > CiG = 1，K，N)，則認為融合區域可靠，進入步驟105，否則認為融合區域不可 靠，結束本流程，其中，i表示第i個碎片候選區域，N表示碎片候選區域的個數；和融合信息更新單元，用於對可靠的融合區域進行數據更新，輸入融合區域的融合信息， 同時刪除組成該融合區域的碎片候選區域的信息。
12.根據權利要求11所述的裝置，其特徵在於，所述碎片候選區域獲取單元包括候選區域選取模塊，用於根據搜索框，從圖像中選擇滿足一定的面積條件的前景區域 為該搜索框中的候選區域；候選區域過濾模塊，用於計算每個所述候選區域的矩形框邊緣與其他候選區域的矩形 框邊緣的最近距離，根據最近距離去除不符合一定的距離條件的候選區域；候選區域判斷模塊，用於統計符合一定的距離條件的候選區域內前景面積之和面積， 計算該前景面積之和面積和與當前幀目標的面積的差值，計算該差值與當前幀目標的面積 的比值，若該比值在設定的範圍內，則進入步驟1024，否則結束本流程，其中，該設定的範圍 為[-T4, T4]，0. 4 彡 T4 彡 0. 6 ；和碎片候選區域選取模塊，用於統計符合一定的距離條件的候選區域的個數，若該個數 大於第五閾值T5，則對候選區域的前景面積按由大到小排序，選擇前景面積最大的前T5個 候選區域作為碎片候選區域，否則將所有的候選區域作為碎片候選區域，其中，T5為3、4或 5。
全文摘要
本發明提供了一種目標碎片區域融合的方法，該方法包括根據前一幀圖像中的目標預測當前幀圖像中的目標，將預測的目標的中心作為搜索框中心，並將預測的目標的矩形框向四周擴展以獲得搜索框；根據所述搜索框，選擇碎片候選區域；對所述碎片候選區域進行融合處理並獲得融合區域，並計算融合區域的融合信息；通過分別計算融合區域與目標的匹配係數Cmerge、以及組成融合區域的各碎片候選區域與目標的匹配係數Ci(i＝1，K，N)，進行融合區域可靠性判斷，如果Cmerge＞Ci(i＝1，K，N)，則認為融合區域可靠，進入步驟105，否則結束本流程；和對可靠的融合區域進行數據更新，輸入融合區域的融合信息，同時刪除組成該融合區域的碎片候選區域的信息。該方法可以有效地減少目標跟蹤中的丟失。
文檔編號G06T7/00GK101807300SQ201010119419
公開日2010年8月18日 申請日期2010年3月5日 優先權日2010年3月5日
發明者黃建 申請人:北京智安邦科技有限公司