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運(yùn)動(dòng)物體的跟蹤方法和裝置與流程

文檔序號(hào):11995544閱讀:552來(lái)源:國(guó)知局
運(yùn)動(dòng)物體的跟蹤方法和裝置與流程
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域,具體而言,涉及一種運(yùn)動(dòng)物體的跟蹤方法和裝置。

背景技術(shù):
對(duì)于室內(nèi)人物的跟蹤定位,現(xiàn)有技術(shù)中提供了一種利用多攝像頭進(jìn)行粒子濾波定位的方案,該方案采用多攝像頭布設(shè)方式,用概率的方法維護(hù)人物位置狀態(tài),通過(guò)粒子濾波方法近似人物位置,但是此種跟蹤只使用了運(yùn)動(dòng)信息,跟蹤不夠穩(wěn)定和精確。針對(duì)相關(guān)技術(shù)中對(duì)運(yùn)動(dòng)物體的跟蹤不夠穩(wěn)定和精確的問(wèn)題,目前尚未提出有效的解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的主要目的在于提供一種運(yùn)動(dòng)物體的跟蹤方法和裝置,以解決現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)運(yùn)動(dòng)物體的跟蹤不夠穩(wěn)定和精確的問(wèn)題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的,根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面,提供了一種運(yùn)動(dòng)物體的跟蹤方法,包括:獲取運(yùn)動(dòng)物體的當(dāng)前幀的彩色RGB圖像和二值化運(yùn)動(dòng)圖像;確定當(dāng)前幀的采樣點(diǎn),并分別從當(dāng)前幀的彩色RGB圖像和二值化運(yùn)動(dòng)圖像中對(duì)當(dāng)前幀的采樣點(diǎn)進(jìn)行圖像信息采樣;計(jì)算當(dāng)前幀的采樣點(diǎn)的圖像信息的分值;以及根據(jù)當(dāng)前分值確定下一幀的采樣點(diǎn),其中,當(dāng)前分值為計(jì)算出的當(dāng)前幀的采樣點(diǎn)的圖像信息的分值。進(jìn)一步地,計(jì)算當(dāng)前幀的采樣點(diǎn)的圖像信息的分值包括:計(jì)算當(dāng)前幀的采樣點(diǎn)的圖像信息的似然比;以及確定當(dāng)前幀的采樣點(diǎn)的圖像信息的似然比為當(dāng)前幀的采樣點(diǎn)的圖像信息的分值。進(jìn)一步地,當(dāng)前幀的采樣點(diǎn)的圖像信息包括:從當(dāng)前幀的彩色RGB圖像中采樣的采樣點(diǎn)的RGB值和從當(dāng)前幀的二值化運(yùn)動(dòng)圖像中采樣的采樣點(diǎn)的像素坐標(biāo)值,按照以下公式計(jì)算計(jì)算當(dāng)前幀的采樣點(diǎn)的圖像信息的似然比包括:其中,為當(dāng)前幀的第k個(gè)采樣點(diǎn),為采樣點(diǎn)的圖像信息的似然比,其中,xt-1為當(dāng)前幀的前一幀的全部采樣點(diǎn)空間坐標(biāo)值的平均值,為采樣點(diǎn)的空間坐標(biāo)值,為xt-1和的歐式距離,其中,C為拍攝運(yùn)動(dòng)物體的多臺(tái)攝像頭的集合,A為多臺(tái)攝像頭中的目標(biāo)攝像頭的集合,為目標(biāo)攝像頭的個(gè)數(shù),攝像頭v為目標(biāo)攝像頭中的任一攝像頭,其中,為采樣點(diǎn)在攝像頭v的攝像區(qū)域yv中運(yùn)動(dòng)像素的比例,為采樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)于攝像頭v所拍攝圖像的像素區(qū)域,其中為攝像頭v拍攝的當(dāng)前幀的彩色RGB圖像,為顏色相似度函數(shù),取值為區(qū)域proj(Xt-1,v)和區(qū)域的RGB彩色直方圖的距離。進(jìn)一步地,通過(guò)以下方式確定采樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)于攝像頭v所拍攝圖像的像素區(qū)域獲取以采樣點(diǎn)為中心,距離采樣點(diǎn)的距離均為預(yù)設(shè)距離的六個(gè)目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn),其中,第一目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)、采樣點(diǎn)和第二目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)的連線為豎直方向,第三目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)、采樣點(diǎn)和第四目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)的連線為水平方向,第五目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)、采樣點(diǎn)和第六目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)的連線為水平方向,并且第一連線垂直于第二連線,第一目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)、第二目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)、第三目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)、第四目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)、第五目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)和第六目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)組成六個(gè)目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn),第一連線為第三目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)、采樣點(diǎn)和第四目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)的連線,第二連線為第五目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)、采樣點(diǎn)和第六目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)的連線;獲取六個(gè)目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)分別在攝像頭v所拍攝圖像中的像素坐標(biāo)點(diǎn),得到六個(gè)目標(biāo)像素坐標(biāo)點(diǎn);以及確定攝像頭v所拍攝圖像中的包括六個(gè)目標(biāo)像素坐標(biāo)點(diǎn)的最小矩形為像素區(qū)域其中,為攝像頭v拍攝的當(dāng)前幀的二值化運(yùn)動(dòng)圖像,為在二值化運(yùn)動(dòng)圖像的像素坐標(biāo)a處的圖像像素值,通過(guò)以下公式確定區(qū)域和區(qū)域的RGB彩色直方圖的距離其中,其中,為攝像頭v拍攝當(dāng)前幀的彩色RGB圖像,為攝像頭v拍攝當(dāng)前幀的彩色RGB圖像的R分量圖像,其中為攝像頭v拍攝當(dāng)前幀的彩色RGB圖像的G分量圖像,其中為攝像頭v拍攝當(dāng)前幀的彩色RGB圖像的B分量圖像。進(jìn)一步地,根據(jù)當(dāng)前分值確定下次采樣點(diǎn)包括:按照公式計(jì)算第i個(gè)采樣點(diǎn)的累加值,其中,為當(dāng)前幀的前一幀的第1至第i個(gè)采樣點(diǎn)的圖像信息的分值,為當(dāng)前幀的全部采樣點(diǎn)的圖像信息的分值,N為采樣點(diǎn)的個(gè)數(shù),i為1至N中的任意值;按照公式查找滿(mǎn)足的i值,其中,rand(k)為預(yù)設(shè)隨機(jī)數(shù),0≤rand(k)≤1;以及按照公式確定當(dāng)前幀的后一幀的采樣點(diǎn)其中,R為預(yù)設(shè)突變半徑,δ(1)為以原點(diǎn)為中心,半徑為1的圓上隨機(jī)取得的二維點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的,根據(jù)本發(fā)明的另一方面,提供了一種運(yùn)動(dòng)物體的跟蹤裝置,該運(yùn)動(dòng)物體的跟蹤裝置用于執(zhí)行本發(fā)明上述內(nèi)容所提供的任一種運(yùn)動(dòng)物體的跟蹤方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的,根據(jù)本發(fā)明的另一方面,提供了一種運(yùn)動(dòng)物體的跟蹤裝置,包括:獲取單元,用于獲取運(yùn)動(dòng)物體的當(dāng)前幀的彩色RGB圖像和二值化運(yùn)動(dòng)圖像;第一確定單元,用于確定當(dāng)前幀的采樣點(diǎn),并分別從當(dāng)前幀的彩色RGB圖像和二值化運(yùn)動(dòng)圖像中對(duì)當(dāng)前幀的采樣點(diǎn)進(jìn)行圖像信息采樣;計(jì)算單元,用于計(jì)算當(dāng)前幀的采樣點(diǎn)的圖像信息的分值;以及第二確定單元,用于根據(jù)當(dāng)前分值確定下一幀的采樣點(diǎn),其中,當(dāng)前分值為計(jì)算出的當(dāng)前幀的采樣點(diǎn)的圖像信息的分值。進(jìn)一步地,計(jì)算單元包括:第一計(jì)算子單元,用于計(jì)算當(dāng)前幀的采樣點(diǎn)的圖像信息的似然比;以及第一確定子單元,用于確定當(dāng)前幀的采樣點(diǎn)的圖像信息的似然比為當(dāng)前幀的采樣點(diǎn)的圖像信息的分值。進(jìn)一步地,當(dāng)前幀的采樣點(diǎn)的圖像信息包括:從當(dāng)前幀的彩色RGB圖像中采樣的采樣點(diǎn)的RGB值和從當(dāng)前幀的二值化運(yùn)動(dòng)圖像中采樣的采樣點(diǎn)的像素坐標(biāo)值,第一計(jì)算子單元包括:第一計(jì)算模塊,用于按照以下公式計(jì)算當(dāng)前幀的采樣點(diǎn)的圖像信息的似然比:其中,為當(dāng)前幀的第k個(gè)采樣點(diǎn),為采樣點(diǎn)的圖像信息的似然比,其中,為當(dāng)前幀的前一幀的全部采樣點(diǎn)空間坐標(biāo)值的平均值,為采樣點(diǎn)的空間坐標(biāo)值,為xt-1和的歐式距離,其中,C為拍攝運(yùn)動(dòng)物體的多臺(tái)攝像頭的集合,A為多臺(tái)攝像頭中的目標(biāo)攝像頭的集合,為目標(biāo)攝像頭的個(gè)數(shù),攝像頭v為目標(biāo)攝像頭中的任一攝像頭,其中,為采樣點(diǎn)在攝像頭v的攝像區(qū)域yv中運(yùn)動(dòng)像素的比例,為采樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)于攝像頭v所拍攝圖像的像素區(qū)域,其中為攝像頭v拍攝的當(dāng)前幀的彩色RGB圖像,為顏色相似度函數(shù),取值為區(qū)域proj(Xt-1,v)和區(qū)域的RGB彩色直方圖的距離。進(jìn)一步地,通過(guò)以下方式確定采樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)于攝像頭v所拍攝圖像的像素區(qū)域獲取以采樣點(diǎn)為中心,距離采樣點(diǎn)的距離均為預(yù)設(shè)距離的六個(gè)目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn),其中,第一目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)、采樣點(diǎn)和第二目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)的連線為豎直方向,第三目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)、采樣點(diǎn)和第四目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)的連線為水平方向,第五目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)、采樣點(diǎn)和第六目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)的連線為水平方向,并且第一連線垂直于第二連線,第一目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)、第二目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)、第三目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)、第四目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)、第五目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)和第六目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)組成六個(gè)目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn),第一連線為第三目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)、采樣點(diǎn)和第四目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)的連線,第二連線為第五目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)、采樣點(diǎn)和第六目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)的連線;獲取六個(gè)目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)分別在攝像頭v所拍攝圖像中的像素坐標(biāo)點(diǎn),得到六個(gè)目標(biāo)像素坐標(biāo)點(diǎn);以及確定攝像頭v所拍攝圖像中的包括六個(gè)目標(biāo)像素坐標(biāo)點(diǎn)的最小矩形為像素區(qū)域其中,為攝像頭v拍攝的當(dāng)前幀的二值化運(yùn)動(dòng)圖像,為在二值化運(yùn)動(dòng)圖像的像素坐標(biāo)a處的圖像像素值,通過(guò)以下公式確定區(qū)域proj(Xt-1,v)和區(qū)域的RGB彩色直方圖的距離其中,其中,為攝像頭v拍攝當(dāng)前幀的彩色RGB圖像,為攝像頭v拍攝當(dāng)前幀的彩色RGB圖像的R分量圖像,其中為攝像頭v拍攝當(dāng)前幀的彩色RGB圖像的G分量圖像,其中為攝像頭v拍攝當(dāng)前幀的彩色RGB圖像的B分量圖像。進(jìn)一步地,第二確定單元包括:第二計(jì)算子單元,按照公式計(jì)算第i個(gè)采樣點(diǎn)的累加值,其中,為當(dāng)前幀的前一幀的第1至第i個(gè)采樣點(diǎn)的圖像信息的分值,為當(dāng)前幀的全部采樣點(diǎn)的圖像信息的分值,N為采樣點(diǎn)的個(gè)數(shù),i為1至N中的任意值;查找子單元,用于按照公式查找滿(mǎn)足的i值,其中,rand(k)為預(yù)設(shè)隨機(jī)數(shù),0≤rand(k)≤1;以及第二確定子單元,用于按照公式確定當(dāng)前幀的后一幀的采樣點(diǎn)其中,R為預(yù)設(shè)突變半徑,δ(1)為以原點(diǎn)為中心,半徑為1的圓上隨機(jī)取得的二維點(diǎn)。本發(fā)明采用獲取運(yùn)動(dòng)物體的當(dāng)前幀的彩色RGB圖像和二值化運(yùn)動(dòng)圖像;確定當(dāng)前幀的采樣點(diǎn),并分別從當(dāng)前幀的彩色RGB圖像和二值化運(yùn)動(dòng)圖像中對(duì)當(dāng)前幀的采樣點(diǎn)進(jìn)行圖像信息采樣;計(jì)算當(dāng)前幀的采樣點(diǎn)的圖像信息的分值;以及根據(jù)當(dāng)前分值確定下一幀的采樣點(diǎn),其中,當(dāng)前分值為計(jì)算出的當(dāng)前幀的采樣點(diǎn)的圖像信息的分值。通過(guò)根據(jù)運(yùn)行物體的彩色RGB圖像和二值化運(yùn)動(dòng)圖像計(jì)算當(dāng)前幀中采樣點(diǎn)的分值,進(jìn)而根據(jù)當(dāng)前幀中采樣點(diǎn)的分值確定下一幀的采樣點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了結(jié)合運(yùn)動(dòng)信息、顏色信息和先驗(yàn)知識(shí)對(duì)運(yùn)動(dòng)物體進(jìn)行跟蹤,相比現(xiàn)有技術(shù)中單純利用運(yùn)動(dòng)信息的跟蹤方式而言,跟蹤穩(wěn)定性和精確度大大提高,解決了現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)運(yùn)動(dòng)物體的跟蹤不夠穩(wěn)定和精確的問(wèn)題,進(jìn)而達(dá)到了提供跟蹤穩(wěn)定性和精確度的效果。附圖說(shuō)明構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解,本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明,并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的運(yùn)動(dòng)物體的跟蹤方法的流程圖;圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的運(yùn)動(dòng)物體的跟蹤方法確定搜索范圍的示意圖;以及圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的運(yùn)動(dòng)物體的跟蹤裝置的示意圖。具體實(shí)施方式需要說(shuō)明的是,在不沖突的情況下,本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。本發(fā)明實(shí)施例提供了一種運(yùn)動(dòng)物體的跟蹤方法,以下對(duì)本發(fā)明實(shí)施例所提供的運(yùn)動(dòng)物體的跟蹤方法進(jìn)行具體介紹:圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的運(yùn)動(dòng)物體的跟蹤方法的流程圖,如圖1所示,該方法包括如下的步驟S101至步驟S107:S101:獲取運(yùn)動(dòng)物體的當(dāng)前幀的彩色RGB圖像和二值化運(yùn)動(dòng)圖像,具體地,從對(duì)運(yùn)動(dòng)物體進(jìn)行拍攝的攝像頭的成像中獲取到彩色RGB圖像和二值化運(yùn)動(dòng)圖像,其中,二值化運(yùn)動(dòng)圖像為通過(guò)圖像處理后得到的,具體處理方法可以采用現(xiàn)有技術(shù)中的任意一種圖像處理得到二值化運(yùn)動(dòng)圖像的方法。S103:確定當(dāng)前幀的采樣點(diǎn),并分別從當(dāng)前幀的彩色RGB圖像和二值化運(yùn)動(dòng)圖像中對(duì)當(dāng)前幀的采樣點(diǎn)進(jìn)行圖像信息采樣,具體地,所進(jìn)行的圖像信息采樣包括從當(dāng)前幀的彩色RGB圖像中采樣的采樣點(diǎn)的RGB值和從當(dāng)前幀的二值化運(yùn)動(dòng)圖像中采樣的采樣點(diǎn)的像素坐標(biāo)值。S105:計(jì)算當(dāng)前幀的采樣點(diǎn)的圖像信息的分值,具體地,主要是計(jì)算當(dāng)前幀的采樣點(diǎn)的圖像信息的似然比,然后將計(jì)算出的當(dāng)前幀的采樣點(diǎn)的圖像信息的似然比確定為當(dāng)前幀的采樣點(diǎn)的圖像信息的分值,其中,步驟S103中采樣得到的RGB值用來(lái)計(jì)算似然比中的色彩部分分值,步驟S103中采樣得到的像素坐標(biāo)值用來(lái)計(jì)算似然比中的運(yùn)動(dòng)部分分值。S107:根據(jù)當(dāng)前分值確定下一幀的采樣點(diǎn),其中,當(dāng)前分值為計(jì)算出的當(dāng)前幀的采樣點(diǎn)的圖像信息的分值。本發(fā)明實(shí)施例的運(yùn)動(dòng)物體的跟蹤方法,通過(guò)根據(jù)運(yùn)行物體的彩色RGB圖像和二值化運(yùn)動(dòng)圖像計(jì)算當(dāng)前幀中采樣點(diǎn)的分值,進(jìn)而根據(jù)當(dāng)前幀中采樣點(diǎn)的分值確定下一幀的采樣點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了結(jié)合運(yùn)動(dòng)信息、顏色信息和先驗(yàn)知識(shí)對(duì)運(yùn)動(dòng)物體進(jìn)行跟蹤,相比現(xiàn)有技術(shù)中單純利用運(yùn)動(dòng)信息的跟蹤方式而言,跟蹤穩(wěn)定性和精確度大大提高,解決了現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)運(yùn)動(dòng)物體的跟蹤不夠穩(wěn)定和精確的問(wèn)題,進(jìn)而達(dá)到了提供跟蹤穩(wěn)定性和精確度的效果。進(jìn)一步地,本發(fā)明實(shí)施例提供了一種計(jì)算當(dāng)前幀的采樣點(diǎn)的圖像信息的似然比的方法,具體如下:按照以下公式計(jì)算當(dāng)前幀的采樣點(diǎn)的圖像信息的似然比:其中,為當(dāng)前幀的第k個(gè)采樣點(diǎn),為采樣點(diǎn)的圖像信息的似然比,其中,xt-1為當(dāng)前幀的前一幀的全部采樣點(diǎn)空間坐標(biāo)值的平均值,為采樣點(diǎn)的空間坐標(biāo)值,為xt-1和的歐式距離,其中,C為拍攝運(yùn)動(dòng)物體的多臺(tái)攝像頭的集合,A為多臺(tái)攝像頭中的目標(biāo)攝像頭的集合,為目標(biāo)攝像頭的個(gè)數(shù),攝像頭v為目標(biāo)攝像頭中的任一攝像頭,其中,為采樣點(diǎn)在攝像頭v的攝像區(qū)域yv中運(yùn)動(dòng)像素的比例,為采樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)于攝像頭v所拍攝圖像的像素區(qū)域,具體地,在本發(fā)明實(shí)施例中,其中,為攝像頭v拍攝的當(dāng)前幀的二值化運(yùn)動(dòng)圖像,為在二值化運(yùn)動(dòng)圖像的像素坐標(biāo)a處的圖像像素值,該像素值非零表示當(dāng)前幀該像素顏色發(fā)生變化,該像素值為零表示當(dāng)前幀該像素顏色未發(fā)生變化。其中為攝像頭v拍攝的當(dāng)前幀的彩色RGB圖像,為顏色相似度函數(shù),取值為區(qū)域proj(Xt-1,v)和區(qū)域的RGB彩色直方圖的距離。需要說(shuō)明的是,在上述步驟中,和都可以根據(jù)投影區(qū)域大小,選擇是否采用隨機(jī)抽樣的方式進(jìn)行估算,以達(dá)到提高計(jì)算速度的效果。更進(jìn)一步地,上述計(jì)算似然比的步驟中,通過(guò)以下方式確定采樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)于攝像頭v所拍攝圖像的像素區(qū)域獲取以采樣點(diǎn)為中心,距離采樣點(diǎn)的距離均為預(yù)設(shè)距離的六個(gè)目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn),其中,第一目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)、采樣點(diǎn)和第二目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)的連線為豎直方向,第三目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)、采樣點(diǎn)和第四目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)的連線為水平方向,第五目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)、采樣點(diǎn)和第六目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)的連線為水平方向,并且第一連線垂直于第二連線,第一目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)、第二目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)、第三目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)、第四目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)、第五目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)和第六目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)組成六個(gè)目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn),第一連線為第三目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)、采樣點(diǎn)和第四目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)的連線,第二連線為第五目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)、采樣點(diǎn)和第六目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)的連線。獲取六個(gè)目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)分別在攝像頭v所拍攝圖像中的像素坐標(biāo)點(diǎn),得到六個(gè)目標(biāo)像素坐標(biāo)點(diǎn),具體地,可以根據(jù)六個(gè)目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)的空間坐標(biāo)值對(duì)應(yīng)計(jì)算這六個(gè)目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)在攝像頭v所拍攝圖像中的像素坐標(biāo)值,得到六個(gè)目標(biāo)像素坐標(biāo)點(diǎn),即,由六個(gè)目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)在實(shí)際空間中的三維坐標(biāo)值,確定出這六個(gè)目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)在攝像頭成像中的二維坐標(biāo)值;以及確定攝像頭v所拍攝圖像中的包括六個(gè)目標(biāo)像素坐標(biāo)點(diǎn)的最小矩形為像素區(qū)域即,以采樣點(diǎn)為中心,取距離該采樣點(diǎn)預(yù)設(shè)距離的上、下、左、右、前、后六個(gè)室內(nèi)三維坐標(biāo)點(diǎn),將該六個(gè)三維坐標(biāo)點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)到攝像頭v的所攝圖像得到六個(gè)圖像二維坐標(biāo)點(diǎn),取得圖像上包含這六個(gè)圖像二維坐標(biāo)點(diǎn)的最小矩形,該矩形即為proj(xk,v),在本發(fā)明實(shí)施例中,預(yù)設(shè)距離可以取0.3米。上述計(jì)算似然比的步驟中,通過(guò)以下公式確定區(qū)域proj(Xt-1,v)和區(qū)域的RGB彩色直方圖的距離其中,其中,為攝像頭v拍攝當(dāng)前幀的彩色RGB圖像,為攝像頭v拍攝當(dāng)前幀的彩色RGB圖像的R分量圖像,其中為攝像頭v拍攝當(dāng)前幀的彩色RGB圖像的G分量圖像,其中為攝像頭v拍攝當(dāng)前幀的彩色RGB圖像的B分量圖像?;谏鲜鲇?jì)算當(dāng)前分值的具體方式,在本發(fā)明實(shí)施例中,根據(jù)當(dāng)前分值確定下次采樣點(diǎn)的方式可以按照以下具體方式:首先,按照公式計(jì)算第i個(gè)采樣點(diǎn)的累加值,其中,為當(dāng)前幀的前一幀的第1至第i個(gè)采樣點(diǎn)的圖像信息的分值,表示當(dāng)前幀的前一幀中某個(gè)采樣點(diǎn)的圖像信息的分值,為當(dāng)前幀的全部采樣點(diǎn)的圖像信息的分值,表示當(dāng)前幀中某個(gè)采樣點(diǎn)的圖像信息的分值,N為采樣點(diǎn)的個(gè)數(shù),i為1至N中的任意值;其次,按照公式查找滿(mǎn)足的i值,其中,rand(k)為預(yù)設(shè)隨機(jī)數(shù),0≤rand(k)≤1,即,查找出i值,這個(gè)i值滿(mǎn)足Q(i)≤rand(k)<Q(i+1),并將查找出的i值賦值為r(k)。然后,按照公式確定當(dāng)前幀的后一幀的采樣點(diǎn)其中,R為預(yù)設(shè)突變半徑,在本發(fā)明實(shí)施例中,預(yù)設(shè)突變半徑可以取0.5米,δ(1)為以原點(diǎn)為中心,半徑為1的圓上隨機(jī)取得的二維點(diǎn)。進(jìn)一步地,在實(shí)際應(yīng)用中,還可以將隨機(jī)采樣因子δ(1)根據(jù)具體采樣點(diǎn)位置的不同修改為ε(3,1)和ε(1,3),分別對(duì)應(yīng)運(yùn)動(dòng)物體在不同區(qū)域的情況,其中ε(a,b)表示在兩個(gè)主軸長(zhǎng)度為a和b的橢圓區(qū)域內(nèi)隨機(jī)取點(diǎn),以對(duì)教室授課環(huán)境進(jìn)行跟蹤舉例說(shuō)明:假設(shè)老師的運(yùn)動(dòng)一般包括以下兩種,一是老師在講臺(tái)附近發(fā)生大幅運(yùn)動(dòng)的情形均為橫向運(yùn)動(dòng),二是老師在學(xué)生區(qū)域發(fā)生大幅運(yùn)動(dòng)的情形均為縱向運(yùn)動(dòng),基于這兩點(diǎn)假設(shè),我們根據(jù)區(qū)域的不同,將搜索范圍由圓形區(qū)域修改為橢圓形區(qū)域,其中,搜索范圍ε(3,1)對(duì)應(yīng)老師在講臺(tái)區(qū)域的情況,搜索范圍ε(1,3)對(duì)應(yīng)老師在學(xué)生區(qū)域(即,互動(dòng)區(qū)域)的情況,搜索范圍的示意圖具體如圖2所示。通過(guò)以上描述可以看出,本發(fā)明實(shí)施例所提供的運(yùn)動(dòng)物體的跟蹤方法具有以下優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明實(shí)施例采用經(jīng)過(guò)粒子濾波似然比方法獲得運(yùn)動(dòng)物體位置,實(shí)現(xiàn)了通過(guò)概率的手段保證了運(yùn)動(dòng)物體位置結(jié)果穩(wěn)定,不易受環(huán)境噪聲干擾,并且能準(zhǔn)確跟蹤多個(gè)運(yùn)動(dòng)物體。并且粒子濾波似然函數(shù)可以適應(yīng)不同數(shù)量的攝像頭,對(duì)攝像頭的布設(shè)要求較少。通過(guò)分析多攝像頭圖像信息,給出跟蹤目標(biāo)的真實(shí)坐標(biāo),為后期拍攝工作提供了充分的指導(dǎo)信息。在對(duì)物體跟蹤過(guò)程中,似然函數(shù)和搜索策略結(jié)合了運(yùn)動(dòng)、顏色和先驗(yàn)知識(shí)等信息,比傳統(tǒng)粒子濾波跟蹤的魯棒性更好。本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種運(yùn)動(dòng)物體的跟蹤裝置,該跟蹤裝置主要用于執(zhí)行本發(fā)明實(shí)施例上述內(nèi)容所提供的運(yùn)動(dòng)物體的跟蹤方法,以下對(duì)本發(fā)明實(shí)施例所提供的運(yùn)動(dòng)物體的跟蹤裝置進(jìn)行具體介紹:圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的運(yùn)動(dòng)物體的跟蹤裝置的示意圖,如圖3所示,該裝置主要包括獲取單元10、第一確定單元20、計(jì)算單元30和第二確定單元40,具體地:獲取單元10用于獲取運(yùn)動(dòng)物體的當(dāng)前幀的彩色RGB圖像和二值化運(yùn)動(dòng)圖像,具體地,主要從對(duì)運(yùn)動(dòng)物體進(jìn)行拍攝的攝像頭的成像中獲取到彩色RGB圖像和二值化運(yùn)動(dòng)圖像,其中,二值化運(yùn)動(dòng)圖像為通過(guò)圖像處理后得到的,具體處理方法可以采用現(xiàn)有技術(shù)中的任意一種圖像處理得到二值化運(yùn)動(dòng)圖像的方法。第一確定單元20用于確定當(dāng)前幀的采樣點(diǎn),并分別從當(dāng)前幀的彩色RGB圖像和二值化運(yùn)動(dòng)圖像中對(duì)當(dāng)前幀的采樣點(diǎn)進(jìn)行圖像信息采樣,具體地,所進(jìn)行的圖像信息采樣包括從當(dāng)前幀的彩色RGB圖像中采樣的采樣點(diǎn)的RGB值和從當(dāng)前幀的二值化運(yùn)動(dòng)圖像中采樣的采樣點(diǎn)的像素坐標(biāo)值。計(jì)算單元30用于計(jì)算當(dāng)前幀的采樣點(diǎn)的圖像信息的分值,具體地,主要是通過(guò)第一計(jì)算子單元計(jì)算當(dāng)前幀的采樣點(diǎn)的圖像信息的似然比,然后由第一確定子單元將計(jì)算出的當(dāng)前幀的采樣點(diǎn)的圖像信息的似然比確定為當(dāng)前幀的采樣點(diǎn)的圖像信息的分值,其中,第一確定單元20采樣得到的RGB值用來(lái)計(jì)算似然比中的色彩部分分值,第一確定單元20采樣得到的像素坐標(biāo)值用來(lái)計(jì)算似然比中的運(yùn)動(dòng)部分分值。第二確定單元40用于根據(jù)當(dāng)前分值確定下一幀的采樣點(diǎn),其中,當(dāng)前分值為計(jì)算出的當(dāng)前幀的采樣點(diǎn)的圖像信息的分值。本發(fā)明實(shí)施例的運(yùn)動(dòng)物體的跟蹤裝置,通過(guò)根據(jù)運(yùn)行物體的彩色RGB圖像和二值化運(yùn)動(dòng)圖像計(jì)算當(dāng)前幀中采樣點(diǎn)的分值,進(jìn)而根據(jù)當(dāng)前幀中采樣點(diǎn)的分值確定下一幀的采樣點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了結(jié)合運(yùn)動(dòng)信息、顏色信息和先驗(yàn)知識(shí)對(duì)運(yùn)動(dòng)物體進(jìn)行跟蹤,相比現(xiàn)有技術(shù)中單純利用運(yùn)動(dòng)信息的跟蹤方式而言,跟蹤穩(wěn)定性和精確度大大提高,解決了現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)運(yùn)動(dòng)物體的跟蹤不夠穩(wěn)定和精確的問(wèn)題,進(jìn)而達(dá)到了提供跟蹤穩(wěn)定性和精確度的效果。具體地,第一計(jì)算子單元主要包括第一計(jì)算模塊,該第一計(jì)算模塊用于用于按照以下公式計(jì)算當(dāng)前幀的采樣點(diǎn)的圖像信息的似然比:其中,為當(dāng)前幀的第k個(gè)采樣點(diǎn),為采樣點(diǎn)的圖像信息的似然比,其中,xt-1為當(dāng)前幀的前一幀的全部采樣點(diǎn)空間坐標(biāo)值的平均值,為采樣點(diǎn)的空間坐標(biāo)值,為xt-1和的歐式距離,其中,C為拍攝運(yùn)動(dòng)物體的多臺(tái)攝像頭的集合,A為多臺(tái)攝像頭中的目標(biāo)攝像頭的集合,為目標(biāo)攝像頭的個(gè)數(shù),攝像頭v為目標(biāo)攝像頭中的任一攝像頭,其中,為采樣點(diǎn)在攝像頭v的攝像區(qū)域yv中運(yùn)動(dòng)像素的比例,為采樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)于攝像頭v所拍攝圖像的像素區(qū)域,具體地,在本發(fā)明實(shí)施例中,其中,為攝像頭v拍攝的當(dāng)前幀的二值化運(yùn)動(dòng)圖像,為在二值化運(yùn)動(dòng)圖像的像素坐標(biāo)a處的圖像像素值,該像素值非零表示當(dāng)前幀該像素顏色發(fā)生變化,該像素值為零表示當(dāng)前幀該像素顏色未發(fā)生變化。其中為攝像頭v拍攝的當(dāng)前幀的彩色RGB圖像,為顏色相似度函數(shù),取值為區(qū)域proj(Xt-1,v)和區(qū)域的RGB彩色直方圖的距離。需要說(shuō)明的是,上述第二計(jì)算模塊中所用到的和都可以根據(jù)投影區(qū)域大小,選擇是否采用隨機(jī)抽樣的方式進(jìn)行估算,以達(dá)到提高計(jì)算速度的效果。進(jìn)一步地,第二計(jì)算模塊通過(guò)以下方式確定采樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)于攝像頭v所拍攝圖像的像素區(qū)域獲取以采樣點(diǎn)為中心,距離采樣點(diǎn)的距離均為預(yù)設(shè)距離的六個(gè)目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn),其中,第一目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)、采樣點(diǎn)和第二目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)的連線為豎直方向,第三目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)、采樣點(diǎn)和第四目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)的連線為水平方向,第五目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)、采樣點(diǎn)和第六目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)的連線為水平方向,并且第一連線垂直于第二連線,第一目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)、第二目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)、第三目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)、第四目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)、第五目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)和第六目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)組成六個(gè)目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn),第一連線為第三目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)、采樣點(diǎn)和第四目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)的連線,第二連線為第五目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)、采樣點(diǎn)和第六目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)的連線;獲取六個(gè)目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)分別在攝像頭v所拍攝圖像中的像素坐標(biāo)點(diǎn),得到六個(gè)目標(biāo)像素坐標(biāo)點(diǎn),具體地,可以根據(jù)六個(gè)目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)的空間坐標(biāo)值對(duì)應(yīng)計(jì)算這六個(gè)目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)在攝像頭v所拍攝圖像中的像素坐標(biāo)值,得到六個(gè)目標(biāo)像素坐標(biāo)點(diǎn),即,由六個(gè)目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)在實(shí)際空間中的三維坐標(biāo)值,確定出這六個(gè)目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)在攝像頭成像中的二維坐標(biāo)值;以及確定攝像頭v所拍攝圖像中的包括六個(gè)目標(biāo)像素坐標(biāo)點(diǎn)的最小矩形為像素區(qū)域即,以采樣點(diǎn)為中心,取距離該采樣點(diǎn)預(yù)設(shè)距離的上、下、左、右、前、后六個(gè)室內(nèi)三維坐標(biāo)點(diǎn),將該六個(gè)三維坐標(biāo)點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)到攝像頭v的所攝圖像得到六個(gè)圖像二維坐標(biāo)點(diǎn),取得圖像上包含這六個(gè)圖像二維坐標(biāo)點(diǎn)的最小矩形,該矩形即為proj(xk,v),在本發(fā)明實(shí)施例中,預(yù)設(shè)距離可以取0.3米。第二計(jì)算模塊通過(guò)以下公式確定區(qū)域proj(Xt-1,v)和區(qū)域的RGB彩色直方圖的距離其中,其中,為攝像頭v拍攝當(dāng)前幀的彩色RGB圖像,為攝像頭v拍攝當(dāng)前幀的彩色RGB圖像的R分量圖像,其中為攝像頭v拍攝當(dāng)前幀的彩色RGB圖像的G分量圖像,其中為攝像頭v拍攝當(dāng)前幀的彩色RGB圖像的B分量圖像。更進(jìn)一步地,第二確定單元主要包括第二計(jì)算子單元,查找子單元和第二確定子單元,具體地:第二計(jì)算子單元用于按照公式計(jì)算第i個(gè)采樣點(diǎn)的累加值,其中,為當(dāng)前幀的前一幀的第1至第i個(gè)采樣點(diǎn)的圖像信息的分值,表示當(dāng)前幀的前一幀中某個(gè)采樣點(diǎn)的圖像信息的分值,為當(dāng)前幀的全部采樣點(diǎn)的圖像信息的分值,表示當(dāng)前幀中某個(gè)采樣點(diǎn)的圖像信息的分值,N為采樣點(diǎn)的個(gè)數(shù),i為1至N中的任意值;查找子單元用于按照公式查找滿(mǎn)足的i值,其中,rand(k)為預(yù)設(shè)隨機(jī)數(shù),0≤rand(k)≤1,即,查找出i值,這個(gè)i值滿(mǎn)足Q(i)≤rand(k)<Q(i+1),并將查找出的i值賦值為r(k)。第二確定子單元用于按照公式確定當(dāng)前幀的后一幀的采樣點(diǎn)其中,R為預(yù)設(shè)突變半徑,在本發(fā)明實(shí)施例中,預(yù)設(shè)突變半徑可以取0.5米,δ(1)為以原點(diǎn)為中心,半徑為1的圓上隨機(jī)取得的二維點(diǎn)。進(jìn)一步地,在實(shí)際應(yīng)用中,還可以將隨機(jī)采樣因子δ(1)根據(jù)具體采樣點(diǎn)位置的不同修改為ε(3,1)和ε(1,3),分別對(duì)應(yīng)運(yùn)動(dòng)物體在不同區(qū)域的情況,其中ε(a,b)表示在兩個(gè)主軸長(zhǎng)度為a和b的橢圓區(qū)域內(nèi)隨機(jī)取點(diǎn)。從以上的描述中,可以看出,本發(fā)明經(jīng)過(guò)粒子濾波似然比方法獲得運(yùn)動(dòng)物體位置,實(shí)現(xiàn)了通過(guò)概率的手段保證了運(yùn)動(dòng)物體位置結(jié)果穩(wěn)定,不易受環(huán)境噪聲干擾,并且能準(zhǔn)確跟蹤多個(gè)運(yùn)動(dòng)物體。并且粒子濾波似然函數(shù)可以適應(yīng)不同數(shù)量的攝像頭,對(duì)攝像頭的布設(shè)要求較少。通過(guò)分析多攝像頭圖像信息,給出跟蹤目標(biāo)的真實(shí)坐標(biāo),為后期拍攝工作提供了充分的指導(dǎo)信息。在對(duì)物體跟蹤過(guò)程中,似然函數(shù)和搜索策略結(jié)合了運(yùn)動(dòng)、顏色和先驗(yàn)知識(shí)等信息,比傳統(tǒng)粒子濾波跟蹤的魯棒性更好。需要說(shuō)明的是,在附圖的流程圖示出的步驟可以在諸如一組計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中執(zhí)行,并且,雖然在流程圖中示出了邏輯順序,但是在某些情況下,可以以不同于此處的順序執(zhí)行所示出或描述的步驟。顯然,本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白,上述的本發(fā)明的各模塊或各步驟可以用通用的計(jì)算裝置來(lái)實(shí)現(xiàn),它們可以集中在單個(gè)的計(jì)算裝置上,或者分布在多個(gè)計(jì)算裝置所組成的網(wǎng)絡(luò)上,可選地,它們可以用計(jì)算裝置可執(zhí)行的程序代碼來(lái)實(shí)現(xiàn),從而,可以將它們存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置中由計(jì)算裝置來(lái)執(zhí)行,或者將它們分別制作成各個(gè)集成電路模塊,或者將它們中的多個(gè)模塊或步驟制作成單個(gè)集成電路模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)。這樣,本發(fā)明不限制于任何特定的硬件和軟件結(jié)合。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而己,并不用于限制本發(fā)明,對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō),本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
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