多目標自動跟蹤系統及方法

2023-10-08 19:05:04 2

多目標自動跟蹤系統及方法
【專利摘要】本發明公開一種多目標自動跟蹤方法，其包括：A、老師跟蹤機觸發，啟動人臉檢測跟蹤，找到監控區域的人臉目標，並根據人臉目標進行視頻監視錄製，同時將特徵跟蹤區域內圖像保存下來；B、實時檢測監控區域內的人臉數量，如果始終是一個人臉，則重複步驟A，如果監控區域內識別出兩個以上的人臉時，則啟動運動目標特徵跟蹤；C、參照步驟A中保存下來的特徵跟蹤區域的信息，尋找到當前圖像中與前面保存的特徵跟蹤區域的信息最匹配的聚類點，並根據聚類點所在位置重新確認目標所在位置，將聚類點所在位置作為目標所在位置，調整老師跟蹤機，對聚類點所在位置進行視頻監視錄製。
【專利說明】多目標自動跟蹤系統及方法
【技術領域】
[0001]本發明公開一種監控對象識別方便，特別是一種多目標自動跟蹤方法。
【背景技術】
[0002]隨著視頻監控技術的不斷發展，視頻監控的應用領域也越來越廣，教育行業中也逐漸引入視頻監控技術，以對教學質量和課堂效果等進行監控。教育行業中，對於課程錄製一般都有學生和老師等多個機位進行跟蹤錄製的。現有的教育行業中的視頻錄製時老師跟蹤算法都是基於人臉識別技術或者輪廓識別技術對教師位置進行識別跟蹤，圖像算法識別跟蹤範圍內的人臉目標，識別到目標後，攝像機會跟著這個目標移動，實現自動跟蹤。但是，現實課程中，講臺環境不可能會一直只有一個人臉目標。例如，投影的PPt中有檢測到人臉目標，多個人在講臺上，講臺背景上面有誤識別的目標等等。當講臺上出現多個目標時，現有的算法無法區分哪個是真正的跟蹤目標，極有可能會取錯目標，導致跟蹤失敗，這樣的課程錄製下來效果是非常不好的。

【發明內容】

[0003]針對上述提到的現有技術中的本發明提供了一種新的跟蹤方法，在多目標出現時，啟用目標特徵聚類追蹤法，鎖定特徵目標進行跟蹤，解決了多目標出現時跟蹤錯誤問題。本發明就在現有技術基礎上，當多目標出現時，新增一個運動目標特徵追蹤方法，鎖定一個運動目標特徵進行跟蹤，這樣即便圖像中有多個目標，也不會跟蹤錯誤，非常有效的提高了課程錄製效果。
[0004]本發明解決其技術問題採用的技術方案是:一種多目標自動跟蹤方法，該方法包括下述步驟:
A、老師跟蹤機觸發，啟動人臉檢測跟蹤，找到監控區域的人臉目標，並根據人臉目標進行視頻監視錄製，同時將特徵跟蹤區域內圖像特徵(即圖像內顯示內容的特徵)保存下來；
B、實時檢測監控區域內的人臉數量，如果始終是一個人臉，則重複步驟A，如果監控區域內識別出兩個以上的人臉時，則啟動運動目標特徵跟蹤；
C、參照步驟A中保存下來的特徵跟蹤區域的信息，尋找到當前圖像中與前面保存的特徵跟蹤區域的信息最匹配的聚類點，並根據聚類點所在位置重新確認目標所在位置，將聚類點所在位置作為目標所在位置，調整老師跟蹤機，對聚類點所在位置進行視頻監視錄製。
[0005]一種多目標自動跟蹤系統，該系統包括:
A、人臉檢測模塊:用於檢測監控區域內的人臉信息；
B、特徵識別模塊:當監控區域內出現兩個人臉信息時，特徵識別模塊識別特徵跟蹤區域內的特徵信息，並找到當前圖像中，與前面保存的特徵跟蹤區域的信息最匹配的聚類點，將聚類點位置作為目標所在位置；
C、目標跟蹤模塊:當監控區域內只有一個人臉信息時，將攝像機對準人臉信息所在位置；當監控區域內識別出兩個以上的人臉信息時，將攝像機對準聚類點位置； D、視頻錄製模塊:對目標跟蹤模塊跟蹤區域進行視頻監控錄像。
[0006]本發明解決其技術問題採用的技術方案進一步還包括:
所述的步驟C後面還包括有步驟D，特徵追蹤的同時，每隔一段設定的時間或每幀進行一次人臉檢測，當在一定時間內都發現監控區域內只有一個跟蹤目標時，則關閉特徵追蹤，只啟用人臉檢測，並根據人臉檢測的結果進行跟蹤。
[0007]所述的特徵跟蹤區域為講桌上方至黑板或投影幕下方之間的位置。
[0008]所述的特徵跟蹤區域呈長條形，整體長度是整個視頻的寬度。
[0009]本發明的有益效果是:本發明能夠彌補講臺上出現多目標時，跟蹤很可能跟錯的問題，在老師觸發時就鎖定了特徵目標，當多目標出現時，根據這個特徵來進行匹配目標，實現了多目標檢測依然準確的跟蹤方案，非常有效的提高了視頻錄製效果。
[0010]下面將結合附圖和【具體實施方式】對本發明做進一步說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發明系統流程圖。
【具體實施方式】
[0012]本實施例為本發明優選實施方式，其他凡其原理和基本結構與本實施例相同或近似的，均在本發明保護範圍之內。
[0013]本發明的核心原理是儘量在監控區域選取背景相對乾淨的地方作為特徵跟蹤區域，利用特徵跟蹤算法在選定的特徵跟蹤區域內進行跟蹤，從而找到最佳匹配點作為跟蹤目標，通過教師監控攝像機對跟蹤目標進行跟蹤攝製及視頻錄製，本實施例中，選定監控攝像機選取圖像中的講桌上方至黑板或投影幕下方之間的位置(如果黑板或投影幕下邊沿位於講桌上邊緣下方，則可在講桌上邊緣上邊選取適當位置作為特增跟蹤區域)選定一個長條形區域作為特徵跟蹤區域，且特徵跟蹤區域平行於黑板設置，其整體長度通常與講臺長度相同，或根據實際需要具體選定，本實施例中，其整體長度是整個視頻的寬度。
[0014]本發明中的多目標自動跟蹤方法具體包括下述步驟:
A、老師跟蹤機(即專門監視講臺區域的監控器)觸發，啟動人臉檢測跟蹤，找到監控區域的人臉目標(人臉識別技術可採用常規技術中的常用人臉識別技術)，並根據人臉目標進行視頻監視錄製，同時將特徵跟蹤區域內圖像保存下來；
B、實時檢測監控區域內的人臉數量，如果始終是一個人臉，則重複步驟A，如果監控區域內識別出兩個以上的人臉時，則啟動運動目標特徵跟蹤；
C、參照前面保存下來的特徵跟蹤區域的信息(可將其稱為特徵信息)，尋找到當前圖像中與前面保存的特徵跟蹤區域的信息最匹配的聚類點(可以認為就是一個特徵相似的集中點，也可認為是一個特徵匹配點，比如可以用現有的meanshift運動圖像跟蹤技術來做這個聚類點的尋找，聚類分析又稱群分析，它是研究(樣品或指標)分類問題的一種統計分析方法。聚類(Cluster)分析是由若干模式(Pattern)組成的，通常，模式是一個度量(Measurement)的向量,或者是多維空間中的一個點。聚類分析以相似性為基礎，在一個聚類中的模式之間比不在同一聚類中的模式之間具有更多的相似性。)，並根據聚類點所在位置重新確認目標所在位置，將聚類點所在位置作為目標所在位置，調整老師跟蹤機，對聚類點所在位置進行視頻監視錄製(本發明中將其定義為特徵追蹤)，本實施例中的監視位置是:水平方向取特徵檢測到的位置，高度的話就採用上一次人臉檢測的高度，因為監視區域實際在人大致的腰部或者胸部；
D、特徵追蹤的同時，可以選擇隔一段設定的時間(本實施例中，設定時間可以根據實際情況來定，其是一個閾值，本實施例中，取每10幀檢測一次)進行一次人臉檢測，也可以每幀都進行檢測人臉，當在一定時間(本實施例中，可以根據實際情況來定，其是一個閾值，目前本實施例中是每10幀檢測一次，當連續3次都檢測到只有一個人臉目標時，就認為現在整個圖像內就只有一個人臉，就關閉特徵檢測，啟用人臉檢測跟蹤)內都發現監控區域內只有一個跟蹤目標(即僅能識別出一個人臉)時，則關閉特徵追蹤，只啟用人臉檢測，並根據人臉檢測的結果進行跟蹤(即重複步驟A )。
[0015]本發明同時保護一種多目標自動跟蹤系統，該系統主要包括:
A、人臉檢測模塊:用於檢測監控區域內的人臉信息；
B、特徵識別模塊:當監控區域內出現兩個人臉信息時，特徵識別模塊識別特徵跟蹤區域內的特徵信息，並找到當前圖像中，與前面保存的特徵跟蹤區域的信息最匹配的聚類點，將聚類點位置作為目標所在位置；
C、目標跟蹤模塊:當監控區域內只有一個人臉信息時，將攝像機對準人臉信息所在位置；當監控區域內識別出兩個以上的人臉信息時，將攝像機對準聚類點位置；
D、視頻錄製模塊:對目標跟蹤模塊跟蹤區域進行視頻監控錄像。
[0016]本發明能夠彌補講臺上出現多目標時，跟蹤很可能跟錯的問題，在老師觸發時就鎖定了特徵目標，當多目標出現時，根據這個特徵來進行匹配目標，實現了多目標檢測依然準確的跟蹤方案，非常有效的提高了視頻錄製效果。
【權利要求】
1.一種多目標自動跟蹤方法，其特徵是:所述的方法包括下述步驟: A、老師跟蹤機觸發，啟動人臉檢測跟蹤，找到監控區域的人臉目標，並根據人臉目標進行視頻監視錄製，同時將特徵跟蹤區域內圖像特徵保存下來； B、實時檢測監控區域內的人臉數量，如果始終是一個人臉，則重複步驟A，如果監控區域內識別出兩個以上的人臉時，則啟動運動目標特徵跟蹤； C、參照步驟A中保存下來的特徵跟蹤區域的信息，尋找到當前圖像中與前面保存的特徵跟蹤區域的信息最匹配的聚類點，並根據聚類點所在位置重新確認目標所在位置，將聚類點所在位置作為目標所在位置，調整老師跟蹤機，對聚類點所在位置進行視頻監視錄製。
2.根據權利要求1所述的多目標自動跟蹤方法，其特徵是:所述的步驟C後面還包括有步驟D，特徵追蹤的同時，每隔一段設定的時間或每幀進行一次人臉檢測，當在一定時間內都發現監控區域內只有一個跟蹤目標時，則關閉特徵追蹤，只啟用人臉檢測，並根據人臉檢測的結果進行跟蹤。
3.根據權利要求1或2所述的多目標自動跟蹤方法，其特徵是:所述的特徵跟蹤區域為講桌上方至黑板或投影幕下方之間的位置。
4.根據權利要求1或2所述的多目標自動跟蹤方法，其特徵是:所述的特徵跟蹤區域呈長條形，整體長度是整個視頻的寬度。
5.一種多目標自動跟蹤系統，其特徵是:所述的系統包括: A、人臉檢測模塊:用於檢測監控區域內的人臉信息； B、特徵識別模塊:當監控區域內出現兩個人臉信息時，特徵識別模塊識別特徵跟蹤區域內的特徵信息，並找到當前圖像中，與前面保存的特徵跟蹤區域的信息最匹配的聚類點，將聚類點位置作為目標所在位置； C、目標跟蹤模塊:當監控區域內只有一個人臉信息時，將攝像機對準人臉信息所在位置；當監控區域內識別出兩個以上的人臉信息時，將攝像機對準聚類點位置； D、視頻錄製模塊:對目標跟蹤模塊跟蹤區域進行視頻監控錄像。
【文檔編號】H04N7/18GK103679155SQ201310741980
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月30日 優先權日:2013年12月30日
【發明者】袁潔, 廖海 申請人:深圳銳取信息技術股份有限公司