专利名称：运动跟踪方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及视频处理技术领域，具体涉及运动跟踪方法及装置。
背景技术：
目标跟踪在人机交互、自动监视、视频检索、交通4企测以及车辆导航中 有着广泛的应用。目标跟踪的任务是确定目标在视频流中的几何状态，包括 位置、形状大小及运动方向等。由于被跟踪的目标通常具有不规则的运动， 再加上复杂背景的干扰，目标跟踪算法面临着诸多挑战，是视频处理技术领
域的研究热点之一。
目前普遍采用的目标跟踪方法一般都采用检测或手工标定的方法，在视频 序列的第一帧中确定跟踪目标区域的初始位置，对于后续的每一帧，在该帧中 寻找与前一帧中的跟踪目标区域最匹配的区域，将该最匹配的区域作为当前帧
的跟踪目标区域。
在目标跟踪过程中，需要维持一个跟踪队列，跟踪队列中包括基准框，每 个基准框表示一个目标区域，每个目标区域以位置、大小等确定。通常，基准 框为矩形框，其位置可以为矩形框的中心坐标，大小可以为矩形框的宽度和高度。
在跟踪开始时，通常会从第一帧中检测出跟踪目标区域，在每次迭代处理 后目标椭圆区域随着目标区域的靠近或远离，增大或减小相应倍数，取相似度 量最大区域作为当前帧的目标区域。然而由于跟踪目标运动的不规则性，具有 不可预见性，按照预先设定的倍数对目标椭圆区域增大或减小，这样便不可避 免地会出现一些错误跟踪、丢失跟踪目标的现象。发明内容本发明提供一种运动跟踪方法及装置，以提高运动跟踪的可靠性。本发明的技术方案是这样实现的 一种运动跟踪方法，该方法包括A、 对当前帧进行运动检测，得到各运动区域；B、 对于一个待跟踪运动目标，按照champer距离越小权值越小的原则， 根据前一帧中该运动目标的各像素点的champer距离，为该运动目标的各像素 点分配权值；C、 按照champer距离越小权值越小的原则，根据当前帧中各运动区域的 各像素点的champer距离，为该运动区域中的各像素点分配权值；D、 根据步骤B和C所分配的权值，在当前帧的所有运动区域中，搜索与 所述运动目标颜色相似度最高的运动区域，该运动区域即为所述运动目标在当 前帧的跟踪目标。预设一单调递增函数，所述为运动目标的各像素点分配权值为分别以运动目标的各像素点的champer距离为自变量，使用所述预设函数 为运动目标的各像素点分配权值；所述为运动区域中的各像素点分配权值为分别以该运功区域的各像素点的champer距离为自变量，使用所述预设函数为该运动区域的各像素点分配权值。所述搜索与所述运动目标颜色相似度最高的运动区域包括根据前一帧中运动目标各像素点的权值，计算运动目标在前一帧的颜色概率分布；对艮据当前帧中各运动区域的各像素点的权值，计算各运动区域在当前帧的 颜色概率分布；根据前一帧的所述运动目标的颜色概率分布和当前帧的各运动区域的颜色概率分布，计算运动目标与各运动区域的颜色相似度，搜索与所述运动目标的 颜色相似度最高的运动区域。所述计算运动目标在前一帧的颜色概率分布包括计算《 =1>(""))46(^)-"]所述计算运动区域在当前帧的颜色概率分布包括 所述计算运动目标与运动区域的颜色相似度包括 =1其中.-5i一m0其它 L 、"」lo其它其中，《 为前一帧的所述运动目标的颜色概率分布，w为像素点的颜色 取值，w为像素点的最大颜色值，"为运动目标在前一帧中包含的像素点总 数，、为运动目标的第i个像素点，d(;c,)为x,的champer距离；凡为当前帧 的 一个运动区域的颜色概率分布， 为所述运动区域在当前帧中包含的像素 点总数，a为所述运动区域的第乂个像素点，d(力)为的champer距离，財) 为预设单调递增函数；p为运动目标与所述运动区域的颜色相似度。步骤D所述搜索与所述运动目标颜色相似度最高的运动区域之前进一步包 括将运动目标在前一帧内的各像素点的颜色按照预设量化等级进行量化，并 映射到量化空间上；将各运动区域在当前帧内各像素点的颜色按照预设量化等 级进行量化，并映射到量化空间上。预先设定待跟踪运动目标在前一帧的位置为该运动目标在当前帧的候选跟 踪目标的初始位置，所述搜索与所述运动目标颜色相似度最高的运动区域包括区域的第一颜色相似度，根据 该颜色相似度更新候选跟踪目标的位置，计算运动目标与更新后的位置所在运 动区域的第二颜色相似度，若第二颜色相似度大于第一颜色相似度，且更新后 的位置与原位置的距离小于预设值，则根据更新后的位置与原位置确定运动目标在当前帧的跟踪目标的位置；否则，以更新后的位置所在运动区域作为当前 候选跟踪目标的位置，返回所述计算运动目标与当前候选跟踪目标所在运动区 域的第 一颜色相似度的动作。所述根据更新后的位置与原位置确定运动目标在当前帧的跟踪目标的位置为将所述更新后的位置与原位置的均值作为运动目标在当前帧的跟踪目标的 位置。所述更新候选跟踪目标的位置包括乂 =-z#(/7其中，^=|>附,)_"]仏")乂为候选跟踪目标更新后的位置，^为运动目标在前一帧中包含的像素点总数，x,为运动目标的第i个像素点，^为运动目标在前一帧的颜色概率分 布，A为当前候选跟踪目标在当前帧的颜色概率分布，_y。为当前候选跟踪目 标的位置，;c,ll表示h与x,的欧氏距离，A()为预设单调递增函数；A为运动目标的区域半径，= ，^为包含运动目标轮廓的最小矩形的宽度，~为包含运动目标轮廓的最小矩形的高度；w为像素点的颜色取值，L 、；」JO其它一种运动目标跟踪装置，该装置包括运动检测模块，对当前帧进行运动检测，得到各运动区域； 目标跟踪模块，对于一个待跟踪运动目标，按照champer距离越小权值越 小的原则，根据前一帧中该运动目标的各像素点的champer距离，为该运动目 标的各像素点分配权值；按照champer距离越小权值越小的原则，根据当前帧 中各运动区域的各像素点的champer距离，为该运动区域中的各像素点分配权 值；根据所分配的权值，在当前帧的所有运动区域中，搜索与所述运动目标颜 色相似度最高的运动区域，该运动区域即为所述运动目标在当前帧的跟踪目标。 所述目标跟踪模块包括权值分配模块，对于每一个待跟踪的运动目标，根据该运动目标在前一帧 中的位置，确定该运动目标在当前帧的候选跟踪目标的初始位置；按照champer 距离越小权值越小的原则，根据前一帧中该运动目标的各像素点的champer距 离，为运动目标的各像素点分配权值，并冲艮据当前帧中候选跟踪目标的各像素 点的champer距离，为候选跟踪目标所在运动区域的各像素点分配权值，将该 两权值发送给跟踪目标确定模块；颜色空间映射模块，对运动目标在前一帧内各像素点的颜色进行量化，将 量化后的值映射到量化空间上；对候选跟踪目标在当前帧内各像素点的颜色进 行量化，将量化后的值映射到量化空间上；将运动目标和候选跟踪目标各像素 点在量化空间上的映射值发送给跟踪目标确定^t块；跟踪目标确定模块，计算运动目标与候选跟踪目标的第一颜色相似度，判 断该第一颜色相似度是否满足预设条件，若是，确定当前候选跟踪目标为运动 目标在当前帧的跟踪目标；否则，更新候选跟踪目标的位置。所述跟踪目标确定模块包括颜色相似度计算模块，根据运动目标各像素点的权值和映射值，计算运动 目标的颜色概率分布；根据候选跟踪目标各像素点的权值和映射值，计算候选 跟踪目标的颜色概率分布；根据运动目标和候选跟踪目标的颜色概率分布，计 算运动目标与候选跟踪目标的第一颜色相似度；根据所述第一颜色相似度，计 算候选跟踪目标的新位置；计算运动目标与所述新位置对应的候选跟踪目标的第二颜色相似度，将第一、二颜色相似度发送给比较模块，
比较模块，若第二颜色相似度大于第一颜色相似度，且候选跟踪目标的 新位置与原位置的距离小于预设值，则根据新位置与原位置确定运动目标在
当前帧的跟踪目标的位置；否则，将新位置作为候选跟踪目标的当前位置； 若第二颜色相似度不大于第一颜色相似度，则将所述新位置作为运动目标在 当前帧的跟踪目标的位置。
与现有技术相比，本发明包括A、对当前帧进行运动检测，4寻到各运 动区域；B、对于一个待跟踪运动目标，按照champer距离越小权值越小的 原则，根据前一帧中该运动目标的各像素点的champer距离，为该运动目标 的各像素点分配权值；C、按照champer距离越小权值越小的原则，根据当 前帧中各运动区域的各像素点的champer距离，为该运动区域中的各像素点 分配权值；D、根据步骤B和C所分配的权值，在当前帧的所有运动区域中， 搜索与所述运动目标颜色相似度最高的运动区域，该运动区域即为所述运动
目标在当前帧的跟踪目标。本发明根据各像素点与所在运动区域轮廓边缘的 远近，为距离运动区域轮廓边缘的远的像素点分配较大的权值，这样更符合 运动目标自身的特点，降低了跟踪错误的概率，提高了跟踪可靠性；另夕卜， 本发明可以减少迭代次数，提高跟踪效率，便于应用到实时跟踪场景中。
图1为本发明提供的运动跟踪流程图2为本发明实施例提供的运动跟踪流程图3为本发明实施例提供的运动跟踪装置组成图4为本发明实施例提供的目标跟踪模块的组成图5为本发明实施例提供的跟踪目标确定模块的组成图。
具体实施例方式
下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一 步详细的说明。图l所示，其具体步骤如下步骤101:对当前帧进行运动检测，得到各运动区域。步骤102:对于每一个待跟踪运动目标，按照champer距离越小权值越小 的原则，根据前一帧中该运动目标的各像素点的champer距离，为运动目标的 各像素点分配权值。步骤103:按照champer距离越小权值越小的原则，对于当前帧中的各运 动区域，根据该运动区域内的各像素点的champer距离，为该运动区域内的各 像素点分配权值。步骤104:根据步骤102和103所分配的权值，在当前帧的所有运动区域 中，搜索与所述待跟踪运动目标颜色相似度最高的运动区域，该运动区域即为 所述运动目标在当前帧的跟踪目标。步骤104具体可通过如下过程实现01:将待跟踪运动目标在前一帧中的位置，作为该运动目标在当前帧的候 选跟踪目标的初始位置。02:计算运动目标与当前候选跟踪目标所在运动区域的第 一颜色相似度， 根据该颜色相似度更新候选跟踪目标的位置，计算运动目标与更新后的位置所 在运动区域的第二颜色相似度。03:判断是否满足第二颜色相似度大于第一颜色相似度，且更新后的位 置与原位置的距离小于预设值，若是，则根据更新后的位置与原位置确定运动 目标在当前帧的跟踪目标的位置；否则，以更新后的位置所在运动区域作为当 前候选跟踪目标的位置，返回步骤02。图2为本发明实施例提供的运动跟踪流程图，如图2所示，其具体步骤 ^口下步骤201:接收视频图像，根据前ko帧图像建立背景模型；对于第k0 + 1帧图像，利用建立的背景模型，检测图像中的前景点，根据检测出的前 景点，对图像作二值化处理，得到前景区域和背景区域，每个连通的前景区 域为一个运动目标，将每个运动目标的中心作为该运动目标的初始位置。k0为预设正整数，根据前ko帧图像建立背景模型的过程具体如下 气(x，力=气-i (x,力+ T人"力
《"力=7~7 H (力。力-气-"力)2
《0 一 1 '.=1
/\ (x，力和o\ (X,力分别表示前A:。帧图像的(x, W点的均值和均方差，力。(x，力 为第ko帧图像中的(x，力点的像素值，(x，力分别表示像素点的横、纵坐标。
'=1
A(x,力为背景模型中(x，力点的像素值，y;(;c,力满足
l乂(;c，力-^0c，力ls/J (x，力，^是一个预先设定的常量，帧数&较大时，可设 置为1。
对于第ko+l帧图像，将第ko+ 1帧图像与当前背景模型作帧差，对于 第ko+ 1帧图像中的每个像素点，若差值大于预设阈值，则确定该像素点为 前景点，否则，确定该像素点为背景点。
同时，要进行背景模型更新
b&十i (x, = "^)(义,y)+(i - ")/*0+10,
其中OSa^l为更新速率，表示背景模型的更新快慢。
对于一个运动目标来说，能够包含该运动目标轮廓的最小矩形框的中心 即为该运动目标的中心，通常以第一帧图像中该运动目标的中心表示该运动 目标的初始位置。
以下以一个运动目标a的^^踪为例，没第k-l (k>k0+l)帧图Y象中该运 动目才示a的^f立置为x。。
步骤202:接收第k帧图像，检测图像中的前景点，根据检测出的前景 点，对图像作二值化处理，得到前景区域和背景区域，每个连通的前景区域 为一个运动区i或。
检测到第k帧中的运动区域后，就要在第k帧的运动区域中搜索运动目标a,将各待搜索的运动区域称为运动目标a的候选跟踪目标，候选跟踪目 标的轮廓即为该候选跟踪目标所在运动区域的轮廓。
步骤203:设运动目标a在第k帧中的候选跟踪目标的位置为& ，初始 化& = ;c。，初始化迭代次li c=l 。
步骤204:对于第k-1帧中运动目标a中的每个像素点,对;c,的颜色 按照预设量化等级进行量化，将量化后的值映射到量化空间上，得到映射值
例如设定视频图像为灰度图像，原始颜色空间为
，量化等级为
B,则"(x,)量化后的值为
a(x,') + l ^5~
,将
映射到量化空间[1,^]上,
得到的映射值即为6(;c,)，其中，L」为向下取整运算符。B通常取16。
a") +1
在量化空间上的映射值即为
) +1
在量化空间中的序号,
设定视频图像为RGB图像，原始颜色空间为(0,0,0) (255,255,255)，量 化等级为 B ， 设a(x,XWx,),G(x,),50c,))， 则先对进行量化
G(x,) + 1 ~5~
),然后将(
雖,)+ l
)映射到量
化空间(1，1，1) (^,^,^)上，得到映射值6(x,)。其中，i (;c,)、 G(x,)、风;c,) 5 S
分别为;c,的原始R、 G、 B值，通常，q取16。
步骤205:对于运动目标a在第k-l帧中的每个像素点，根据该像素点 与该运动目标a的最近边缘的距离即champer距离，使用预设核函数为该 像素点分配权值，计算第k-l帧中运动目标a的颜色概率分布 = 0,1,2,…，w-l)。
(1)
其中，"为运动目标a在第k-l帧中包含的像素点总数；x,为运动目标a 的第i个像素点，d")为《到运动目标a的最近边缘的距离即champer距为B,贝'J u 的最大值为^;若视频图像为RGB图像，量化等级为B,则u的最大值为/t("(x,))即为x,分配的权值，该权值特点是dO,)越大即，x,离该运动目标a的最近边缘的距离越远，则A:p"))越大；y(;r,)越小即，x,离该运动目标a的最近边缘的距离越近，则yt^(;c,))越小。由于对于图像中检测到的一个运动目标而言，离中心越近、边缘越远的像素点，属于该运动目标的概率越 大，因此为该像素点分配较大的权值。步骤206:对于候选跟踪目标在第k帧中的每个像素点^ ，对巧的颜色"")进行量化，量化后的值为6(^.)。步骤207:对于候选跟踪目标在第k帧中的每个像素点^，根据该像素 点与该候选跟踪目标的最近边缘的距离即champer距离，使用预设核函数 为该像素点分配权值，计算候选跟踪目标在第k帧中的颜色概率分布 凡0二l,2,…，/n)。其中， 为候选跟踪目标在第k帧中包含的像素点总数，^为候选跟踪 目标的第y个像素点，d(力)为力的champer距离，A()与公式(1 )中的/t()相 同，S()为k画ecker delta函数，其取值如下步骤208:计算第k-l帧中的运动目标a与第k帧中的候选跟踪目标的般地，2>K=1。颜色相似度/ 0c。,;^):
POo,凡)s P[A Oo )，《 ]=艺V^"Oo)《"
步骤209:更新候选跟踪目标的位置, 设更新后的位置为:v,，则有
&_《
其中，w,=￡,(x,) —W]
-jc,l表示h与x,的欧氏距离，Zz为运动
目标a的区域半径，/; = #+《,&为包含运动目标a轮廓的最小矩形的宽度， ~为包含运动目标a轮廓的最小矩形的高度。
步骤210:计算第k-l帧中的运动目标a与第k帧中的位置为^的候选 跟踪目标的颜色相似度p(x。,y,):
P(A,乃)二艺V凡Cv,)^
凡oa),一々))4k々)— 为位置为少,的候选跟踪目标在第k帧中的颜色概率分布，"g为位 置为y,的候选跟踪目标包含的像素点总数，々为位置为^的候选跟踪目标的
第/个像素点，为力的champer距离，与乂^式(1 )中的/t()相同，5() 为kronecker delta函凄t ， 其取^f直如下
<formula>formula see original document page 17</formula>
位置为^的候选跟踪目标必然在第k帧检测到的一个运动区域中，该运 动区域轮廓即为位置为乂的候选跟踪目标的^^廓。
步骤211:判断p(;c。，x)〉/7(x。,;0是否成立，若是，执行步骤212;否则，执行步骤217。
步骤212:令少、l(y。+为)。
步骤213:判断|卜'-少。|<附0是否成立，若是，执行步骤216;否则，执 行步骤214。
^ 一^
表示乂与凡的欧氏距离；mo为预设常数，可根据经验确定。
步骤214:判断c々max是否成立，若是，执行步骤215;否则，执行步 骤216。
Cmax为预设最大迭代次数。
步骤215:c = c+l，返回步骤206。
步骤216:确定位置为W的候选跟踪目标为运动目标a在第k帧中的跟 踪目标，本流程结束。
步骤217:确定位置为y,的候选跟踪目标为运动目标a在第k帧中的跟 踪目标。
图3为本发明实施例提供的运动目标跟踪装置的组成图，如图3所示，其 主要包括运动检测模块31和目标跟踪模块32，其中
运动检测模块31:接收视频图像，对每帧图像，检测图像中的前景点，根 据检测出的前景点，对图像作二值化处理，得到前景区域和背景区域，每个连 通的前景区域为一个运动区域，将各运动区域的位置发送给目标跟踪模块32。
目标跟踪模块32:对于一个待跟踪运动目标，根据该运动目标的各像素点 的champer距离，按照champer距离越小权值越小的原则，为该运动目标的各 像素点分配权值；根据运动检测模块31发来的当前帧中各运动区域的位置，确 定当前帧中各运动区域的各像素点的champer距离，按照champer距离越小权 值越小的原则，为各运动区域中的各像素点分配权值；根据所分配的权值，在 当前帧的所有运动区域中，搜索与所述运动目标颜色相似度最高的运动区域， 该运动区域即为所述运动目标在当前帧的跟踪目标。如图4所示，目标跟踪模块32可包括权值分配模块321、颜色空间映射 模块322和跟踪目标确定模块323,其中
权值分配模块321:根据跟踪目标确定模块323发来的前一帧跟踪目标的 位置，确定前一帧中该跟踪目标对应的运动目标的各像素点的champer距离， 使用预设单调递增函数为运动目标的各像素点分配权值；根据运动检测模块31 发来的当前帧中各运动区域的位置，确定当前帧中候选跟踪目标的各像素点的 champer距离，使用预设单调递增函数为候选跟踪目标的各像素点分配权值， 将该两权值发送给跟踪目标确定模块323。
颜色空间映射模块322:根据跟踪目标确定模块323发来的前一帧跟踪目 标的位置，对该跟踪目标对应的运动目标在前一帧内各像素点的颜色进行量化， 将量化值映射到量化空间上，得到映射值；根据运动检测模块31发来的当前帧 中各运动区域的位置，对候选跟踪目标在当前帧内各像素点的颜色进行量化， 将量化值映射到量化空间上，将运动目标和候选跟踪目标各像素点的映射值发 送给跟踪目标确定模块323。
跟踪目标确定模块323:将第1帧图像中每个运动区域的中心作为一个运 动目标的初始位置；根据权值分配模块321发来的运动目标在前一帧的各像素 点的权值、候选跟踪目标在当前帧的各像素点的权值，颜色空间映射4莫块322 发来的运动目标在前一帧的各像素点的映射值、候选跟踪目标在当前帧的各像 素点的映射值，计算运动目标与候选跟踪目标的第一颜色相似度，判断该第一 颜色相似度是否满足预设条件，若是，确定当前候选跟踪目标为运动目标在当 前帧的跟踪目标，将该跟踪目标的位置发送给权值分配模块321和颜色空间映 射模块322;否则，更新候选跟踪目标的位置。
如图5所示，跟踪目标确定模块323可包括颜色相似度计算;t莫块3231 和比较模块3232，其中
颜色相似度计算模块3231:根据权值分配模块321发来的运动目标在前一 帧的各像素点的权值、颜色空间映射模块322发来的运动目标在前一帧的各像 素点的映射值，计算运动目标的颜色概率分布；根据权值分配模块321发来的候选跟踪目标在当前帧的各像素点的权值、颜色空间映射模块322发来的候选 跟踪目标在当前帧的各像素点的映射值，计算候选跟踪目标的颜色概率分布； 根据运动目标和候选跟踪目标的颜色概率分布，计算运动目标与候选^^踪目标 的第一颜色相似度；根据所述第一颜色相似度，计算候选跟踪目标的新位置； 计算运动目标与所述新位置对应的候选跟踪目标的第二颜色相似度，将第一、 二颜色相似度发送给比较模块3232。
比较模块3232:接收颜色相似度计算模块3231发来的第一、二颜色相 似度，若第二颜色相似度大于第一颜色相似度，且候选跟踪目标的新位置与 原位置的距离小于预设值，则根据新位置与原位置确定运动目标在当前帧的 跟踪目标的位置；否则，将新位置作为候选跟踪目标的当前位置；若第二颜 色相似度不大于第一颜色相似度，则将所述新位置作为运动目标在当前帧的 跟踪目标的位置，将跟踪目标的位置发送给权值分配模块321和颜色空间映 射模块322。
以上所述仅为本发明的过程及方法实施例，并不用以限制本发明，凡在 本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在 本发明的保护范围之内。
20
权利要求
1、一种运动跟踪方法，其特征在于，该方法包括A、对当前帧进行运动检测，得到各运动区域；B、对于一个待跟踪运动目标，按照champer距离越小权值越小的原则，根据前一帧中该运动目标的各像素点的champer距离，为该运动目标的各像素点分配权值；C、按照champer距离越小权值越小的原则，根据当前帧中各运动区域的各像素点的champer距离，为该运动区域中的各像素点分配权值；D、根据步骤B和C所分配的权值，在当前帧的所有运动区域中，搜索与所述运动目标颜色相似度最高的运动区域，该运动区域即为所述运动目标在当前帧的跟踪目标。
2、 如权利要求l所述的方法，其特征在于，预设一单调递增函数，所述为运动目标的各像素点分配权值为分别以运动目标的各像素点的champer距离为自变量，使用所述预设函数为运动目标的各像素点分配权值；所述为运动区域中的各像素点分配权值为分别以该运功区域的各像素点的champer距离为自变量，使用所述预设函数为该运动区域的各像素点分配权值。
3、 如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述搜索与所述运动目标颜色相似度最高的运动区域包括根据前一帧中运动目标各像素点的权值，计算运动目标在前一帧的颜色概率分布；根据当前帧中各运动区域的各像素点的权值，计算各运动区域在当前帧的颜色^L率分布；根据前一帧的所述运动目标的颜色概率分布和当前帧的各运动区域的颜色概率分布，计算运动目标与各运动区域的颜色相似度，搜索与所述运动目标的颜色相似度最高的运动区域。
4、如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述计算运动目标在前一帧的颜色概率分布包括所述计算运动区域在当前帧的颜色概率分布包括计算<formula>formula see original document page 3</formula>所述计算运动目标与运动区域的颜色相似度包括计算<formula>formula see original document page 3</formula>其中<formula>formula see original document page 3</formula>其中，^为前一帧的所述运动目标的颜色概率分布，"为像素点的颜色取值，附为像素点的最大颜色值，"为运动目标在前一帧中包含的像素点总数，；c,为运动目标的第i个像素点，为;c,的champer距离；p 为当前帧的一个运动区域的颜色概率分布， 为所述运动区域在当前帧中包含的像素点总数，力为所述运动区域的第y个像素点，"(力)为a的champer距离，权)为预设单调递增函数；p为运动目标与所述运动区域的颜色相似度。
5、 如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤D所述搜索与所述运动目标颜色相似度最高的运动区域之前进一步包括将运动目标在前一帧内的各像素点的颜色按照预设量化等级进行量化，并映射到量化空间上；将各运动区域在当前帧内各像素点的颜色按照预设量化等级进行量化，并映射到量化空间上。
6、 如权利要求l所述的方法，其特征在于，预先设定待跟踪运动目标在前一帧的位置为该运动目标在当前帧的候选跟踪目标的初始位置，所述搜索与所述运动目标颜色相似度最高的运动区域包括计算运动目标与当前候选跟踪目标所在运动区域的第 一颜色相似度，根据该颜色相似度更新候选跟踪目标的位置，计算运动目标与更新后的位置所在运动区域的第二颜色相似度，若第二颜色相似度大于第一颜色相似度，且更新后的位置与原位置的距离小于预设值，则根据更新后的位置与原位置确定运动目标在当前帧的跟踪目标的位置；否则，以更新后的位置所在运动区域作为当前候选跟踪目标的位置，返回所述计算运动目标与当前候选跟踪目标所在运动区域的第 一颜色相似度的动作。
7、 如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据更新后的位置与原位置确定运动目标在当前帧的跟踪目标的位置为将所述更新后的位置与原位置的均值作为运动目标在当前帧的跟踪目标的位置。
8、 如权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述更新候选跟踪目标的位置包括其中，^&,-"y丄少，为候选跟踪目标更新后的位置，"为运动目标在前一帧中包含的像素点总数，x,为运动目标的第i个像素点，^为运动目标在前一帧的颜色概率分布，A为当前候选跟踪目标在当前帧的颜色概率分布，K为当前候选跟踪目标的位置，|少。-x,ll表示y。与x,的欧氏距离，W)为预设单调递增函数；/7为运动目标的区域半径，q《+《，^为包含运动目标轮廓的最小矩形的宽度，~为包含运动目标轮廓的最小矩形的高度；"为像素点的颜色取值，<formula>formula see original document page 5</formula>
9、 一种运动目标跟踪装置，其特征在于，该装置包括运动检测模块，对当前帧进行运动检测，得到各运动区域；目标跟踪模块，对于一个待跟踪运动目标，按照champer距离越小权值越'J、的原则，根据前一帧中该运动目标的各像素点的champer距离，为该运动目标的各像素点分配权值；按照champer距离越小权值越小的原则，根据当前帧中各运动区域的各像素点的champer距离，为该运动区域中的各像素点分配权值；根据所分配的权值，在当前帧的所有运动区域中，搜索与所述运动目标颜色相似度最高的运动区域，该运动区域即为所述运动目标在当前帧的跟踪目标。
10、 如权利要求9所述的装置，其特征在于，所迷目标跟踪模块包括权值分配模块，对于每一个待跟踪的运动目标，根据该运动目标在前一帧中的位置，确定该运动目标在当前帧的候选跟踪目标的初始位置；按照champer距离越小权值越小的原则，冲艮据前一帧中该运动目标的各像素点的champer距离，为运动目标的各像素点分配权值，并根据当前帧中候选跟踪目标的各像素点的champer距离，为候选跟踪目标所在运动区域的各像素点分配权值，将该两权值发送给跟踪目标确定模块；颜色空间映射模块，对运动目标在前一帧内各像素点的颜色进行量化，将量化后的值映射到量化空间上；对候选跟踪目标在当前帧内各像素点的颜色进行量化，将量化后的值映射到量化空间上；将运动目标和候选跟踪目标各像素点在量化空间上的映射值发送给跟踪目标确定模块；跟踪目标确定模块，计算运动目标与候选跟踪目标的第一颜色相似度，判断该第一颜色相似度是否满足预设条件，若是，确定当前候选跟踪目标为运动目标在当前帧的跟踪目标；否则，更新候选跟踪目标的位置。
11、 如权利要求IO所述的装置，其特征在于，所述跟踪目标确定模块包括颜色相似度计算模块，根据运动目标各像素点的权值和映射值，计算运动目标的颜色概率分布；根据候选跟踪目标各像素点的权值和映射值，计算候选跟踪目标的颜色概率分布；根据运动目标和候选跟踪目标的颜色概率分布，计算运动目标与候选跟踪目标的第一颜色相似度；根据所述第一颜色相似度，计算候选跟踪目标的新位置；计算运动目标与所述新位置对应的候选跟踪目标的第二颜色相似度，将第一、二颜色相似度发送给比较模块，比较模块，若第二颜色相似度大于第一颜色相似度，且候选跟踪目标的新位置与原位置的距离小于预设值，则根据新位置与原位置确定运动目标在当前帧的跟踪目标的位置；否则，将新位置作为候选跟踪目标的当前位置；若第二颜色相似度不大于第一颜色相似度，则将所迷新位置作为运动目标在当前帧的跟踪目标的位置。
全文摘要
本发明公开了运动跟踪方法及装置。方法包括A.对当前帧进行运动检测，得到各运动区域；B.对于一个待跟踪运动目标，按照champer距离越小权值越小的原则，根据前一帧中该运动目标的各像素点的champer距离，为该运动目标的各像素点分配权值；C.按照champer距离越小权值越小的原则，根据当前帧中各运动区域的各像素点的champer距离，为该运动区域中的各像素点分配权值；D.根据步骤B和C所分配的权值，在当前帧的所有运动区域中，搜索与所述运动目标颜色相似度最高的运动区域，该运动区域即为所述运动目标在当前帧的跟踪目标。本发明提高了跟踪可靠性。
文档编号G06T7/20GK101661624SQ20091009350
公开日2010年3月3日 申请日期2009年9月24日 优先权日2009年9月24日
发明者卢晓鹏 申请人:北京中星微电子有限公司