围 内，在跟踪目标和深度相机之间，每间隔距离△ Dist通过深度相机得到对应的深度图像， 共得到η帧深度图像，ADist的取值范围10mm，获取每帧深度图像中跟踪目标中心点的深 度值；
[0039] b、通过步骤a获取η组数据，每组数据包括：跟踪目标和深度相机之间的距离及该 距离对应的跟踪目标中心点的深度值，对η组数据进行基于最小二乘法的直线拟合，得到 跟踪目标和深度相机之间的距离与跟踪目标中心点的深度值的关系式，如式（I )所示：
[0040] Dist = α · Depth+ β ( I )
[0041] 式（I )中，Depth表示跟踪目标中心点的深度值，Dist表示跟踪目标和深度相机 乙间的距尚，α = 1. 03，β = _225 ;
[0042] (3)使用深度相机进行目标跟踪：根据目标中心点深度值的变化，不断更新搜索 半径的大小以适应跟踪目标在视野中的变化，i = 2,2 < i < η，具体步骤包括：
[0043] c、在第（i-1)帧深度图像中，跟踪目标和深度相机的距离Distu 1}与目标中心点 深度值D印th(1 之间的关系式如式（II )所示：
[0044] Dist(il)= α · Depth (?1)+β ( II )
[0045] 在第i帧深度图像中，跟踪目标和深度相机的距离Dist1与目标中心点深度值 Depth1之间的关系式如式（III)所示：
[0046] Disti= α · Depth ;+β (III)
[0047] 将式（III)与式（II )作差，得到式（IV ):
[0048] Δ Disti= α · Δ Depth ; (IV)
[0049] 式（IV)中，ADist1= Dist1-Distd 1}，表示跟踪目标和深度相机之间的距离的变 化量；ADepthi= Depth ^Depthu 1}，表示跟踪目标在深度相机成像后的跟踪目标中心点深 度值的变化量；
[0050] d、当 I Δ Depthi I < Δ Depthcipt，:Ti= R ;否则，
Δ Depthcipt是指阈值；V是指跟踪目标的最大运动速度，V的单位 为m/s ;k是指深度相机的帧率，即深度相机每秒获取k帧深度图像；Γι是指第i帧深度 图像的搜索半径；R是指初始搜索半径；sgn (ADepthi)为符号函数，当ADepthi^= O时， Sgn(ADepthi) = 1，否则，sgn (ADepthi) =-1 ;所述搜索半径是指深度图像中偏离目标中 心点坐标的距离；
[0051 ] e、根据得到的搜索半径Γι，在第i帧深度图像中搜素跟踪目标；当i = η时，结束； 否则，i加1，进入步骤C0
[0052] 所述深度相机的型号为Microsoft Kinect V2. 0〇
【主权项】
1. 一种基于深度图像的自适应调整目标跟踪算法，其特征在于，具体步骤如下： (1) 采用深度传感器采集跟踪目标的深度图像； (2) 通过深度相机标定，获取跟踪目标和深度相机之间的距离与跟踪目标中心点深度 值的关系；具体步骤包括： a、 保持跟踪目标处于深度相机的视野的中心位置，在深度相机的有效识别范围内，在 跟踪目标和深度相机之间，每间隔距离ADist通过深度相机得到对应的深度图像，共得到 η帧深度图像，ADist的取值范围（l-20)mm，获取每帧深度图像中跟踪目标中心点的深度 值； b、 通过步骤a获取η组数据，每组数据包括：跟踪目标和深度相机之间的距离及该距离 对应的跟踪目标中心点的深度值，对η组数据进行基于最小二乘法的直线拟合，得到跟踪 目标和深度相机之间的距离与跟踪目标中心点的深度值的关系式，如式（I)所示： Dist=α·Depth+β(I) 式（I)中，Depth表示跟踪目标中心点的深度值，Dist表示跟踪目标和深度相机之间 的距离，α的取值范围为1.02-1. 04,β取值范围为（-275)-(-175); (3) 使用深度相机进行目标跟踪：根据目标中心点深度值的变化，不断更新搜索半径 的大小以适应跟踪目标在视野中的变化，i的初始值为2,i的取值范围：2 <i<n，具体步 骤包括： c、 在第（i-1)帧深度图像中，跟踪目标和深度相机的距离Dist(1 υ与目标中心点深度 值D印thu1}之间的关系式如式（II)所示： Dist(il)=α·Depth(?1)+β (II) 在第i帧深度图像中，跟踪目标和深度相机的距离Dish与目标中心点深度值D印thi之间的关系式如式（III)所示： Disti=α·Depth;+β(III) 将式（III)与式（II )作差，得到式（IV ): ADist^α·ΔDepth； (IV) 式（IV)中，ADist1=Disti-Diskυ，表示跟踪目标和深度相机之间的距离的变化 量；ΔDepthiiDepthi-Deptl·^ 1}，表示跟踪目标在深度相机成像后的跟踪目标中心点深度 值的变化量； d、 当 |ADepth」彡ADepthopt，：Ti=R;否贝1J，Depth。#是指阈值；v是指跟踪目标的最大运动速度，v的单位 in/s 疋1日彳不/叉/rtn'儿的帧率，即深度相机每秒获取k帧深度图像；r;是指第i帧深度 图像的搜索半径；R是指初始搜索半径；sgr^ADepthi)为符号函数，当ADepthi^： 0时，sgr^ADepthi) = 1，否则，sgr^ADepthi) =-1 ;所述搜索半径是指深度图像中偏离目标中 心点坐标的距离； e、 根据得到的搜索半径A，在第i帧深度图像中搜素跟踪目标；当i=η时，结束；否 则，i加1，进入步骤c〇2.根据权利要求1所述的一种基于深度图像的自适应调整目标跟踪算法，其特征在 于，所述深度相机的型号为MicrosoftKinectV2.0〇
【专利摘要】本发明涉及一种基于深度图像的自适应调整目标跟踪算法，首先，利用采用深度传感器采集深度图像信息，然后，通过深度相机标定，获取跟踪目标和深度相机之间的距离与跟踪目标中心点深度值的关系；最后，根据跟踪目标中心点深度值的变化，实现搜索半径自适应调整，实现对跟踪目标的准确跟踪。本发明保护跟踪目标隐私的同时有效克服了跟踪目标之间的阻塞、重叠等问题。本发明算法过程简单，有效减少了计算的复杂度，缩短算法运行时间，提高了跟踪效率，适用于监控、视频编码、智能交通，军工等众多领域。
【IPC分类】G06T7/00, G06T7/20
【公开号】CN105261039
【申请号】CN201510663035
【发明人】杨阳, 张宁, 刘云霞
【申请人】山东大学
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年10月14日