一種基于視頻多目標跟蹤的高度測量方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于視頻多目標跟蹤的高度測量方法，包括如下步驟：對攝像機采集的視頻序列進行背景建模，利用背景減除法提取出前景圖像；將每幀圖像映射成一個無向網(wǎng)絡(luò)圖G＝＜V,E＞；建立能量函數(shù)；對所建立的能量函數(shù)最小化，得到當(dāng)前幀圖像的像素點屬于不同目標和背景的標簽值；將屬于不同目標的像素點賦予不同的顏色，確定多目標的跟蹤框；計算攝像機垂直于地平面方向的滅點Vy和地平面的滅線l；提取待測目標在每一幀圖像中的頭腳特征點；計算出每一幀圖像中待測目標的高度；融合多幀視頻序列的高度測量結(jié)果，確定待測目標的實際高度；本發(fā)明不需要對攝像機進行完全標定，只需要計算出滅點和地平面的滅線即可，降低了計算的復(fù)雜度。
【專利說明】一種基于視頻多目標跟蹤的高度測量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于圖像處理領(lǐng)域，具體為一種基于視頻多目標跟蹤的高度測量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]基于視頻的人體高度測量技術(shù)是計算機視覺領(lǐng)域的一門新興技術(shù)，在智能視頻監(jiān)控、三維重建和虛擬現(xiàn)實等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。人體高度是識別人的重要參數(shù)之一，因此，近年來基于視頻的人體高度測量受到了越來越多國內(nèi)外研究人員的關(guān)注。按照視頻傳感器的數(shù)量進行分類，基于視頻的高度測量技術(shù)可以分為:單目測量、雙目測量和多目測量；其中，雙目測量和多目測量都涉及到圖像間的配準問題，這一問題是計算機視覺領(lǐng)域的一個難題，至今沒有得到徹底的解決，而單目測量只需要一臺攝像機，結(jié)構(gòu)簡單，又避免了圖像配準的問題，因此成為了研究的重點?，F(xiàn)有的單目人體高度測量方法多數(shù)是基于單幅靜止圖像的，這些方法對測量環(huán)境和被測目標都有較高的要求，比如:被測量的人必須保持靜止直立等，隨著智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，基于靜止圖像的人體高度測量已經(jīng)無法滿足人們的實際需求。除此之外，現(xiàn)有的單目人體高度測量算法多數(shù)只能測量單個目標的高度，無法同時對多個目標的高度進行測量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對以上問題的提出，而研制一種基于視頻多目標跟蹤的高度測量方法。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)手段如下:
[0005]一種基于視頻多目標跟蹤的高度測量方法，包括如下步驟:
[0006]步驟1:采用碼本模型對攝像機`采集的視頻序列進行背景建模，利用背景減除法提取出前景圖像，所述前景圖像由包括不同目標的前景團塊組成；
[0007]步驟2:將攝像機采集的視頻序列中每幀圖像映射成一個無向網(wǎng)絡(luò)圖G =〈V, E>,其中V是每幀圖像的像素點的集合，E是每幀圖像各像素點之間的邊的集合；
[0008]步驟3:基于前一幀圖像的目標跟蹤結(jié)果和當(dāng)前幀圖像的前景團塊建立當(dāng)前幀圖像的能量函數(shù)；
[0009]步驟4:采用最大流/最小化算法對所建立的能量函數(shù)最小化，得到當(dāng)前幀圖像的無向網(wǎng)絡(luò)圖中的像素點屬于不同目標和背景的標簽值；
[0010]步驟5:根據(jù)得到的當(dāng)前幀圖像的像素點屬于不同目標和背景的標簽值，將屬于不同目標的像素點賦予不同的顏色，確定當(dāng)前幀圖像的多目標的跟蹤框；
[0011]步驟6:將當(dāng)前幀圖像作為前一幀圖像，將視頻序列的下一幀圖像作為當(dāng)前幀圖像，重復(fù)執(zhí)行步驟3至步驟5直至當(dāng)前幀圖像為視頻序列的最后一幀圖像；
[0012]步驟7:計算攝像機垂直于地平面方向的滅點Vy和地平面的滅線I ;
[0013]步驟8:提取待測目標在每一幀圖像中的頭腳特征點；
[0014]步驟9:根據(jù)公式'
【權(quán)利要求】
1.一種基于視頻多目標跟蹤的高度測量方法，其特征在于包括如下步驟: 步驟1:采用碼本模型對攝像機采集的視頻序列進行背景建模，利用背景減除法提取出前景圖像，所述前景圖像由包括不同目標的前景團塊組成； 步驟2:將攝像機采集的視頻序列中每幀圖像映射成一個無向網(wǎng)絡(luò)圖G = < V，E >，其中V是每幀圖像的像素點的集合，E是每幀圖像各像素點之間的邊的集合； 步驟3:基于前一幀圖像的目標跟蹤結(jié)果和當(dāng)前幀圖像的前景團塊建立當(dāng)前幀圖像的能量函數(shù)； 步驟4:采用最大流/最小化算法對所建立的能量函數(shù)最小化，得到當(dāng)前幀圖像的無向網(wǎng)絡(luò)圖中的像素點屬于不同目標和背景的標簽值； 步驟5:根據(jù)得到的當(dāng)前幀圖像的像素點屬于不同目標和背景的標簽值，將屬于不同目標的像素點賦予不同的顏色，確定當(dāng)前幀圖像的多目標的跟蹤框； 步驟6:將當(dāng)前幀圖像作為前一幀圖像，將視頻序列的下一幀圖像作為當(dāng)前幀圖像，重復(fù)執(zhí)行步驟3至步驟5直至當(dāng)前幀圖像為視頻序列的最后一幀圖像； 步驟7:計算攝像機垂直于地平面方向的滅點Vy和地平面的滅線I ; 步驟8:提取待測目標在每一幀圖像中的頭腳特征點；

步驟9:根據(jù)公式
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于視頻多目標跟蹤的高度測量方法，其特征在于所述步驟I和步驟2之間還具有如下步驟: 對第一幀圖像的前景圖像中的不同目標的像素點和背景的像素點分別賦予不同的初始標簽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于視頻多目標跟蹤的高度測量方法，其特征在于步驟3包括如下步驟: 步驟31:基于前一幀圖像的目標跟蹤結(jié)果和目標運動信息得出當(dāng)前幀圖像的目標預(yù)測值； 步驟32:根據(jù)對當(dāng)前幀圖像的目標預(yù)測值和前一幀圖像的目標跟蹤結(jié)果生成當(dāng)前


中貞圖像的預(yù)測區(qū)域的似然函數(shù)I1(PJpt),其中
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于視頻多目標跟蹤的高度測量方法，其特征在于所述步驟31具體包括如下步驟: 步驟311:設(shè)定前一幀圖像的目標跟蹤結(jié)果為，其中i表示任一目標，取值為1、2、.3、......、n, t表示當(dāng)前幀圖像，t-Ι表示前一幀圖像； 步驟312:利用光流法得出前一幀圖像的任一目標i的像素點P的運動信息即光流向量O)； 步驟313:確定當(dāng)前幀圖像的目標預(yù)測值
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于視頻多目標跟蹤的高度測量方法，其特征在于所述步驟7為利用建筑物的信息計算攝像機垂直于地平面方向的滅點Vy和地平面的滅線1，具體包括如下步驟: 步驟7a:采用Canny算子提取圖像中的邊緣信息； 步驟7b:通過Hough變換從邊緣信息中提取出垂直于地平面方向上的一組平行線在像平面中對應(yīng)的線段；

步驟7c:利用公式
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于視頻多目標跟蹤的高度測量方法，其特征在于所述步驟7為利用標志物的信息計算攝像機垂直于地平面方向的滅點Vy和地平面的滅線1，具體包括如下步驟: 步驟7a':預(yù)先在視頻監(jiān)控場景中放置四根垂直于地平面的標志物，所述標志物與地平面的接觸點組成一矩形； 步驟7b,:采用Canny算子提取圖像中的邊緣信息； 步驟7c':通過Hough變換從邊緣信息中提取出垂直于地平面方向上的一組平行線在像平面中對應(yīng)的線段；

步驟7d,:利用公式
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于視頻多目標跟蹤的高度測量方法，其特征在于所述步驟8具體包括如下步驟: 步驟81:提取待測目標在每一幀圖像中的頭部特征點； 步驟82:連接每一幀圖像中待測運動目標的頭部特征點和垂直于地平面方向的滅點Vy,將頭部特征點和滅點Vy之間的直線與多目標的跟蹤框的交點作為待測運動目標的腳部特征點。
【文檔編號】A61B5/107GK103735269SQ201310578363
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月14日
【發(fā)明者】姜明新 申請人:大連民族學(xué)院