專利名稱：一種對(duì)視頻目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行跟蹤的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及視頻處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種對(duì)視頻目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行跟蹤的方法。
背景技術(shù)：
在大多數(shù)的視頻處理軟件中，都包括有跟蹤模塊，但大多跟蹤模塊存在跟蹤時(shí)不 能包含所有的跟蹤情況，擴(kuò)展不方便，操作模式固定等問(wèn)題。現(xiàn)有軟件中，跟蹤得到的路徑點(diǎn)間一般為孤立或簡(jiǎn)單的直線連接，不易實(shí)現(xiàn)對(duì)區(qū) 域完整覆蓋，且路徑點(diǎn)間一般沒(méi)有相互的關(guān)系，但在大多數(shù)視頻中，路徑點(diǎn)一般存在著互連 的特性。在視頻處理中，如果需要對(duì)某視頻對(duì)象進(jìn)行編輯，如做馬賽克掩膜、顏色校正、粒 子效果和貼圖等，都需要準(zhǔn)確地知道目標(biāo)區(qū)域的路徑，在視頻后期軟件中，一般都是采用在 視頻目標(biāo)區(qū)域的邊界處加上多個(gè)跟蹤點(diǎn)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)區(qū)域的覆蓋。但在視頻后期處理中， 目標(biāo)區(qū)域通常是不規(guī)則的視頻對(duì)象，而且由于視頻拍攝對(duì)象的運(yùn)動(dòng)或攝像機(jī)的抖動(dòng)，經(jīng)常 會(huì)出現(xiàn)視頻中目標(biāo)區(qū)域的不穩(wěn)定。當(dāng)視頻目標(biāo)區(qū)域?yàn)橐?guī)則的多邊形或穩(wěn)定區(qū)域，且邊界處 不發(fā)生太大的變量化時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)可以滿足需求。但在大多數(shù)情況下，視頻目標(biāo)區(qū)域?yàn)椴灰?guī) 則形狀或不穩(wěn)定的區(qū)域，針對(duì)這一問(wèn)題，現(xiàn)有技術(shù)還不能很好的實(shí)現(xiàn)對(duì)視頻目標(biāo)區(qū)域的跟
S示ο在現(xiàn)有的視頻跟蹤操作中，經(jīng)常會(huì)遇到下列問(wèn)題1)、目標(biāo)區(qū)域在屏幕中不穩(wěn)定的處理。在跟蹤視頻中，經(jīng)常遇到目標(biāo)區(qū)域不穩(wěn)定、 被其它不同運(yùn)動(dòng)方向的物體遮蓋或在屏幕顯示以外的區(qū)域。在不穩(wěn)定的目標(biāo)區(qū)域，由于找 不到很好的跟蹤點(diǎn)而得不到目標(biāo)區(qū)域。2)、任意目標(biāo)區(qū)域跟蹤。在已有跟蹤軟件中，目標(biāo)區(qū)域一般為矩形、橢圓形或直接 利用直線連接路徑點(diǎn)得到目標(biāo)區(qū)域，不能很好地實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)區(qū)域的覆蓋。3)、模塊接口。在視頻后期處理中，單獨(dú)進(jìn)行跟蹤的功能單一或意義不大，但如果 能與其它視頻插件或特效模塊相結(jié)合就能產(chǎn)生很好的效果，所以在跟蹤模塊與插件間的接 口變得十分重要。在已有軟件中，一般是先對(duì)視頻跟蹤然后保存路徑點(diǎn)參數(shù)，再開(kāi)啟其它模 塊并導(dǎo)入跟蹤數(shù)據(jù)，比較煩雜。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題針對(duì)上述視頻目標(biāo)區(qū)域區(qū)域不規(guī)則和不穩(wěn)定的問(wèn)題，本發(fā)明的主要目的在于提供 一種對(duì)視頻目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行跟蹤的方法，以實(shí)現(xiàn)對(duì)視頻目標(biāo)區(qū)域的準(zhǔn)確跟蹤。(二)技術(shù)方案為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種對(duì)視頻目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行跟蹤的方法，該方法通 過(guò)對(duì)視頻目標(biāo)區(qū)域中與路徑點(diǎn)對(duì)應(yīng)的跟蹤點(diǎn)進(jìn)行跟蹤，得到路徑點(diǎn)的參數(shù)信息，然后對(duì)得 到的路徑點(diǎn)進(jìn)行平滑處理，采用平滑曲線連接各路徑點(diǎn)，覆蓋視頻目標(biāo)區(qū)域，實(shí)現(xiàn)對(duì)視頻目標(biāo)區(qū)域的跟蹤。上述方案中，所述路徑點(diǎn)是視頻目標(biāo)區(qū)域邊界上的位置點(diǎn)，所述跟蹤點(diǎn)是跟蹤過(guò) 程中算法跟蹤模塊的位置點(diǎn)，跟蹤點(diǎn)是路徑點(diǎn)的參考點(diǎn)，唯一對(duì)應(yīng)于視頻目標(biāo)區(qū)域中的一 個(gè)路徑點(diǎn)。上述方案中，所述對(duì)視頻目標(biāo)區(qū)域中與路徑點(diǎn)對(duì)應(yīng)的跟蹤點(diǎn)進(jìn)行跟蹤時(shí)，在跟蹤 點(diǎn)附近選取一跟蹤區(qū)域塊作為跟蹤點(diǎn)區(qū)域，該跟蹤點(diǎn)區(qū)域包含有跟蹤點(diǎn)的信息。上述方案中，所述對(duì)視頻目標(biāo)區(qū)域中與路徑點(diǎn)對(duì)應(yīng)的跟蹤點(diǎn)進(jìn)行跟蹤采用模板跟 蹤的方法，將跟蹤點(diǎn)區(qū)域做為參考模板，通過(guò)與視頻目標(biāo)區(qū)域中的每塊區(qū)域都與參考模版 進(jìn)行匹配，在下一幀圖像中搜索匹配得到最大相似度的區(qū)域做為新的跟蹤點(diǎn)。上述方案中，所述對(duì)視頻目標(biāo)區(qū)域中與路徑點(diǎn)對(duì)應(yīng)的跟蹤點(diǎn)進(jìn)行跟蹤采用角點(diǎn)跟 蹤的方法，通過(guò)在下一幀圖像的視頻目標(biāo)區(qū)域中檢測(cè)角點(diǎn)，在檢測(cè)到角點(diǎn)后在角點(diǎn)所在區(qū) 域與跟蹤點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行相似度計(jì)算，得到最大相似度處作為新的跟蹤點(diǎn)。上述方案中，所述路徑點(diǎn)的參數(shù)信息至少包括跟蹤類型、路徑點(diǎn)與跟蹤點(diǎn)、路徑 點(diǎn)與跟蹤點(diǎn)是否分離、路徑點(diǎn)之間的相互關(guān)系、跟蹤區(qū)域塊與搜索區(qū)域塊大小、連接路徑點(diǎn) 的平滑曲線類型和路徑處理。上述方案中，所述對(duì)得到的路徑點(diǎn)進(jìn)行平滑處理，采用平滑曲線連接各路徑點(diǎn)時(shí)， 采用的平滑曲線是貝塞爾曲線。上述方案中，所述貝塞爾曲線在每個(gè)路徑點(diǎn)處有兩個(gè)貝塞爾控制點(diǎn)，通過(guò)對(duì)貝塞 爾控制點(diǎn)的調(diào)節(jié)，得以覆蓋視頻目標(biāo)區(qū)域。上述方案中，所述對(duì)得到的路徑點(diǎn)進(jìn)行平滑處理，采用平滑曲線連接各路徑點(diǎn)時(shí)， 采用的平滑曲線是B樣條曲線。上述方案中，對(duì)于視頻僅發(fā)生平移或縮放但沒(méi)有形變的情況，該方法進(jìn)一步根據(jù) 路徑點(diǎn)之間的相互關(guān)系對(duì)視頻目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行跟蹤，選擇某個(gè)路徑點(diǎn)與其它路徑點(diǎn)相互之間 的位置不變。(三)有益效果從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下有益效果1、本發(fā)明提供的這種對(duì)視頻目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行跟蹤的方法，通過(guò)對(duì)視頻目標(biāo)區(qū)域中與 路徑點(diǎn)對(duì)應(yīng)的跟蹤點(diǎn)進(jìn)行跟蹤，得到路徑點(diǎn)的參數(shù)信息，然后對(duì)得到的路徑點(diǎn)進(jìn)行平滑處 理，采用平滑曲線連接各路徑點(diǎn)，覆蓋視頻目標(biāo)區(qū)域，實(shí)現(xiàn)了對(duì)視頻目標(biāo)區(qū)域的準(zhǔn)確跟蹤。2、本發(fā)明提供的這種對(duì)視頻目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行跟蹤的方法，克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn) 題，利用一個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)大多數(shù)的跟蹤功能，通過(guò)擴(kuò)展的接口與其它模塊間進(jìn)行相互連接，并 增加了路徑點(diǎn)間的相互關(guān)系操作，方便用戶操作。3、本發(fā)明提供的這種對(duì)視頻目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行跟蹤的方法，在一種視頻目標(biāo)區(qū)域的跟 蹤方法中，路徑點(diǎn)間加入了貝塞爾曲線連接、可以設(shè)置路徑點(diǎn)間的相互依賴關(guān)系和跟蹤路 徑點(diǎn)和跟蹤點(diǎn)分離等功能，使得當(dāng)跟蹤點(diǎn)由于圖像的變化在某些幀的畫面中被遮擋不可見(jiàn) 時(shí)，也可根據(jù)該跟蹤點(diǎn)與其他可見(jiàn)跟蹤點(diǎn)之間的相對(duì)位置及跟蹤點(diǎn)之間的相互關(guān)系得到路 徑點(diǎn)的位置，從而準(zhǔn)確的確定跟蹤區(qū)域。


圖1為本發(fā)明提供的視頻目標(biāo)區(qū)域的跟蹤方法對(duì)某幀進(jìn)行跟蹤的操作示意圖；圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的視頻目標(biāo)區(qū)域的跟蹤方法流程圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照 附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。針對(duì)上述視頻目標(biāo)區(qū)域區(qū)域不規(guī)則和不穩(wěn)定的問(wèn)題，本發(fā)明提供的這種對(duì)視頻目 標(biāo)區(qū)域進(jìn)行跟蹤的方法，提出了跟蹤點(diǎn)與路徑點(diǎn)分離、利用平滑曲線實(shí)現(xiàn)目標(biāo)區(qū)域的覆蓋 和設(shè)置路徑點(diǎn)間的相互關(guān)系等得到視頻目標(biāo)區(qū)域的跟蹤路徑，實(shí)現(xiàn)對(duì)視頻目標(biāo)區(qū)域的準(zhǔn)確 足艮S宗。1)、跟蹤點(diǎn)與路徑點(diǎn)分離跟蹤點(diǎn)是跟蹤算法運(yùn)算時(shí)的參考點(diǎn)，路徑點(diǎn)是最終輸出的路徑位置。一般的設(shè)置 是跟蹤點(diǎn)與路徑點(diǎn)在同一位置，當(dāng)由于視頻及其對(duì)象的不穩(wěn)定，很多情況下不能實(shí)現(xiàn)對(duì)目 標(biāo)區(qū)域的跟蹤。比如目標(biāo)區(qū)域部分路徑點(diǎn)被其它物體遮擋或消失，在這種情況下，找到與路 徑點(diǎn)有穩(wěn)定對(duì)應(yīng)的跟蹤點(diǎn)并設(shè)置相連關(guān)系，通過(guò)對(duì)跟蹤點(diǎn)的跟蹤即可得到路徑點(diǎn)的參數(shù)。2)、平滑曲線覆蓋目標(biāo)區(qū)域由于跟蹤目標(biāo)一般為不規(guī)則區(qū)域，如果采用直線連接，就需要很多的路徑點(diǎn)才能 將其覆蓋，但本方法采用平滑曲線對(duì)路徑點(diǎn)進(jìn)行連接，通過(guò)平滑曲線的控制點(diǎn)來(lái)得到需要 的區(qū)域大小，在節(jié)省運(yùn)算量的同時(shí)，也更好地滿足需求。3)、設(shè)置路徑點(diǎn)相互關(guān)系在視頻跟蹤中，路徑點(diǎn)間一般都有一定的相互關(guān)系。在視頻僅發(fā)生平移和縮放時(shí)， 可以通過(guò)設(shè)置路徑點(diǎn)間的相互關(guān)系可以更準(zhǔn)確及在較少的運(yùn)算下實(shí)現(xiàn)跟蹤。本發(fā)明提供的這種對(duì)視頻目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行跟蹤的方法，通過(guò)對(duì)視頻目標(biāo)區(qū)域中與路 徑點(diǎn)對(duì)應(yīng)的跟蹤點(diǎn)進(jìn)行跟蹤，得到路徑點(diǎn)的參數(shù)信息，然后對(duì)得到的路徑點(diǎn)進(jìn)行平滑處理， 采用平滑曲線連接各路徑點(diǎn)，覆蓋視頻目標(biāo)區(qū)域，實(shí)現(xiàn)對(duì)視頻目標(biāo)區(qū)域的準(zhǔn)確跟蹤。其中，所述路徑點(diǎn)是視頻目標(biāo)區(qū)域邊界上的位置點(diǎn)，所述跟蹤點(diǎn)是跟蹤過(guò)程中算 法跟蹤模塊的位置點(diǎn)，跟蹤點(diǎn)是路徑點(diǎn)的參考點(diǎn)，唯一對(duì)應(yīng)于視頻目標(biāo)區(qū)域中的一個(gè)路徑 點(diǎn)。對(duì)視頻目標(biāo)區(qū)域中與路徑點(diǎn)對(duì)應(yīng)的跟蹤點(diǎn)進(jìn)行跟蹤時(shí)，在跟蹤點(diǎn)附近選取一跟蹤區(qū)域 塊作為跟蹤點(diǎn)區(qū)域，該跟蹤點(diǎn)區(qū)域包含有跟蹤點(diǎn)的信息。所述路徑點(diǎn)的參數(shù)信息至少包括 跟蹤類型、路徑點(diǎn)與跟蹤點(diǎn)、路徑點(diǎn)與跟蹤點(diǎn)是否分離、路徑點(diǎn)之間的相互關(guān)系、跟蹤區(qū)域 塊與搜索區(qū)域塊大小、連接路徑點(diǎn)的平滑曲線類型和路徑處理。對(duì)視頻目標(biāo)區(qū)域中與路徑點(diǎn)對(duì)應(yīng)的跟蹤點(diǎn)進(jìn)行跟蹤采用模板跟蹤的方法，將跟蹤 點(diǎn)區(qū)域做為參考模板，通過(guò)與視頻目標(biāo)區(qū)域中的每塊區(qū)域都與參考模版進(jìn)行匹配，在下一 幀圖像中搜索匹配得到最大相似度的區(qū)域做為新的跟蹤點(diǎn)。或者，對(duì)視頻目標(biāo)區(qū)域中與路 徑點(diǎn)對(duì)應(yīng)的跟蹤點(diǎn)進(jìn)行跟蹤采用角點(diǎn)跟蹤的方法，通過(guò)在下一幀圖像的視頻目標(biāo)區(qū)域中檢 測(cè)角點(diǎn)，在檢測(cè)到角點(diǎn)后在角點(diǎn)所在區(qū)域與跟蹤點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行相似度計(jì)算，得到最大相似度 處作為新的跟蹤點(diǎn)。對(duì)得到的路徑點(diǎn)進(jìn)行平滑處理，采用平滑曲線連接各路徑點(diǎn)時(shí)，采用的平滑曲線是貝塞爾曲線。貝塞爾曲線在每個(gè)路徑點(diǎn)處有兩個(gè)貝塞爾控制點(diǎn)，通過(guò)對(duì)貝塞爾控制點(diǎn)的 調(diào)節(jié)，得以覆蓋視頻目標(biāo)區(qū)域?；蛘撸瑢?duì)得到的路徑點(diǎn)進(jìn)行平滑處理，采用平滑曲線連接各 路徑點(diǎn)時(shí)，采用的平滑曲線是B樣條曲線。對(duì)于視頻僅發(fā)生平移或縮放但沒(méi)有形變的情況，該方法進(jìn)一步根據(jù)路徑點(diǎn)之間的 相互關(guān)系對(duì)視頻目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行跟蹤，選擇某個(gè)路徑點(diǎn)與其它路徑點(diǎn)相互之間的位置不變。本發(fā)明提供的這種對(duì)視頻目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行跟蹤的方法，通過(guò)對(duì)視頻目標(biāo)區(qū)域跟蹤得 到該區(qū)域的路徑參數(shù)，用于視頻后期處理，如進(jìn)行掩膜、2D變換和穩(wěn)像等功能。路徑參數(shù)包 括每幀單個(gè)或多個(gè)路徑點(diǎn)的位置和每個(gè)路徑點(diǎn)的貝塞爾控制點(diǎn)。每幀路徑點(diǎn)通過(guò)貝塞爾 曲線相連接，并將目標(biāo)區(qū)域覆蓋。圖1所示，為某幀跟蹤結(jié)果，圖中包括4個(gè)路徑點(diǎn)及各自 貝塞爾曲線，線上的小方塊代表路徑點(diǎn)的位置，橫線是貝塞爾控制點(diǎn)連接，所有的路徑點(diǎn)和 參數(shù)形成一圓形跟蹤區(qū)域。通過(guò)調(diào)整路徑點(diǎn)和貝塞爾控制點(diǎn)，得到貝塞爾曲線，通過(guò)貝塞爾 曲線可以圍繞跟蹤區(qū)域從而實(shí)現(xiàn)對(duì)視頻目標(biāo)區(qū)域的跟蹤。本發(fā)明提供的對(duì)視頻目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行跟蹤的方法中，用到下列術(shù)語(yǔ)視頻跟蹤對(duì)移動(dòng)目標(biāo)的整體或部分區(qū)域進(jìn)行路徑，獲取目標(biāo)區(qū)域的路徑參數(shù)。貝塞爾曲線根據(jù)2個(gè)行值點(diǎn)和2個(gè)控制點(diǎn)得到一條通過(guò)2個(gè)行值點(diǎn)的光滑曲線。路徑點(diǎn)和跟蹤點(diǎn)路徑點(diǎn)是最近得到路徑點(diǎn)的位置，跟蹤點(diǎn)是跟蹤過(guò)程中算法跟 蹤模塊的位置。跟蹤點(diǎn)是路徑點(diǎn)的參考點(diǎn)。相似度用來(lái)衡量?jī)蓚€(gè)區(qū)域的相似成度。模板跟蹤通過(guò)與搜索區(qū)域每塊都進(jìn)行模板匹配的方法，得到相似度都大的區(qū)域 作為新的跟蹤點(diǎn)。角點(diǎn)跟蹤通過(guò)在搜索區(qū)域檢測(cè)到角點(diǎn)，僅在角點(diǎn)區(qū)域與跟蹤模板進(jìn)行相似度計(jì) 算并得到最大相似度處作為新的跟蹤點(diǎn)。本發(fā)明提供的這種對(duì)視頻目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行跟蹤的方法，固化在跟蹤模塊內(nèi)，該跟蹤 模塊主要供其它插件或模塊調(diào)用。這些插件或模塊需要將視頻目標(biāo)區(qū)域路徑點(diǎn)信息作為參 數(shù)，如在掩膜插件中，需要得到進(jìn)行掩膜的區(qū)域；在顏色校正模塊中，需要得到進(jìn)行校正的 區(qū)域等。啟動(dòng)時(shí)需要對(duì)跟蹤模塊進(jìn)行初始的參數(shù)設(shè)置，如起始路徑點(diǎn)的參數(shù)、路徑點(diǎn)數(shù)是否 固定、路徑點(diǎn)間的相互關(guān)系和貝塞爾曲線信息等。進(jìn)入跟蹤模塊后就可以進(jìn)行視頻目標(biāo)的 跟蹤操作，完成后，將每個(gè)路徑點(diǎn)參數(shù)和其貝塞爾曲線參數(shù)傳遞給插件模塊進(jìn)行操作。每個(gè)路徑點(diǎn)都有自己的參數(shù)，比如跟蹤類型、路徑點(diǎn)與跟蹤點(diǎn)分離和是否設(shè)為貝 塞爾曲線等。以下為路徑點(diǎn)的參數(shù)設(shè)置1)、跟蹤類型選擇。跟蹤類型可以選擇模板跟蹤或角點(diǎn)跟蹤。模板跟蹤是將跟蹤點(diǎn) 區(qū)域做為參考模板，通過(guò)在下一幀圖像中搜索找到最大相似度的區(qū)域做為新的跟蹤點(diǎn)。角 點(diǎn)跟蹤是在下一幀圖像中檢測(cè)到角點(diǎn)位置，找到角點(diǎn)位置區(qū)域與跟蹤區(qū)域相似度最大的點(diǎn) 作為新的跟蹤點(diǎn)。模板跟蹤的優(yōu)點(diǎn)在于匹配精確，但運(yùn)算量較大，角點(diǎn)跟蹤的優(yōu)點(diǎn)在于運(yùn)算 量小、速度快和特征點(diǎn)明確。角點(diǎn)跟蹤的前提是跟蹤點(diǎn)必須處在穩(wěn)定的角點(diǎn)上，用戶可以通 過(guò)顯示視頻中所有角點(diǎn)的操作，逐幀查看檢測(cè)出的角點(diǎn)位置。選取穩(wěn)定出現(xiàn)的角點(diǎn)做為跟 蹤點(diǎn)的位置。2)、跟蹤塊和搜索塊大小?？紤]到精確性和運(yùn)算效率，一般選在跟蹤點(diǎn)附近選取一 跟蹤塊，包含了跟蹤點(diǎn)的信息量，而在下一幀搜索的范圍由搜索塊大小決定。搜索塊越大，即使運(yùn)動(dòng)量較大也能檢測(cè)得到，但同時(shí)會(huì)引入更多的誤差信息且運(yùn)算量較大。一般會(huì)根據(jù) 跟蹤對(duì)象的不同選取合適的跟蹤塊和搜索塊?？梢猿醪降卣{(diào)整跟蹤塊和搜索塊的大小，若 跟蹤點(diǎn)穩(wěn)定且形變較小，可以選小的跟蹤塊；若區(qū)域發(fā)生的形變較大，則需要選取較大的跟 蹤塊以包含更多的信息量。3)、路徑點(diǎn)連接類型。在本發(fā)明的視頻目標(biāo)區(qū)域的跟蹤方法模塊中一般選取貝塞 爾曲線對(duì)路徑點(diǎn)進(jìn)行連接，通過(guò)對(duì)每個(gè)貝塞爾控制點(diǎn)的調(diào)整，達(dá)到對(duì)目標(biāo)區(qū)域的覆蓋，也可 以選擇直線連接。對(duì)目標(biāo)區(qū)域的覆蓋如果選取直線連接一般需要更多的路徑點(diǎn)，進(jìn)而增加 了運(yùn)算量和不穩(wěn)定性。通過(guò)對(duì)貝塞爾控制點(diǎn)的調(diào)整，可以在更少點(diǎn)的情況下對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn) 行覆蓋。而且直線連接只能覆蓋棱邊的多邊形，利用貝塞爾曲線則可以實(shí)現(xiàn)對(duì)平滑邊緣的 區(qū)域覆蓋。4)、路徑點(diǎn)間相互關(guān)系?？梢赃x擇某個(gè)路徑點(diǎn)與其它路徑點(diǎn)相互之間的位置不變， 主要應(yīng)用于如視頻僅發(fā)生平移或縮放但沒(méi)有形變的情況，可以減少運(yùn)算量同時(shí)更為精確。 如果視頻跟蹤區(qū)域發(fā)生扭曲或形變，路徑點(diǎn)和跟蹤點(diǎn)就需要設(shè)置在同一點(diǎn)上，以達(dá)到更精 確的跟蹤。5)、路徑點(diǎn)與跟蹤點(diǎn)?？梢栽O(shè)置路徑點(diǎn)與跟蹤點(diǎn)不在同一位置，應(yīng)用于路徑點(diǎn)不 穩(wěn)定或消失的情況下，通過(guò)與跟蹤點(diǎn)的相對(duì)位置及跟蹤點(diǎn)之間的相互關(guān)系得到路徑點(diǎn)的位 置。通過(guò)多個(gè)跟蹤點(diǎn)的位置變化可以判斷視頻是否發(fā)生了平移或縮放，如果平移，則跟蹤點(diǎn) 與路徑點(diǎn)的相對(duì)位置不發(fā)生變化，如果發(fā)生了縮放，則相對(duì)位置也需要相應(yīng)地縮放。6)、路徑處理。得到路徑點(diǎn)之后，可以對(duì)每幀的路徑點(diǎn)進(jìn)行平滑處理，防止抖動(dòng)或 修正出現(xiàn)的細(xì)微錯(cuò)誤。本發(fā)明提供的這種對(duì)視頻目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行跟蹤的方法，提出了在現(xiàn)有模塊中加入一 控制按鈕，通過(guò)控制按鈕來(lái)調(diào)用跟蹤模塊，能夠?qū)崟r(shí)和方便地對(duì)目標(biāo)進(jìn)行跟蹤，而不需要重 新地進(jìn)行數(shù)據(jù)的導(dǎo)出和導(dǎo)入。本發(fā)明的視頻目標(biāo)區(qū)域的跟蹤方法模塊的接口為路徑點(diǎn)及其 控制點(diǎn)的位置。見(jiàn)圖1所示，圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的視頻目標(biāo)區(qū)域的跟蹤方法流程圖，包括步驟A)啟動(dòng)控制按鈕，調(diào)用本發(fā)明的視頻目標(biāo)區(qū)域的跟蹤模塊。B)設(shè)置參數(shù)1)設(shè)置路徑類型跟蹤類型可以選擇模板跟蹤或角點(diǎn)跟蹤。2)設(shè)置跟蹤塊和搜索區(qū)域大小。3)設(shè)置跟蹤點(diǎn)間連接類型，選取貝塞爾曲線對(duì)路徑點(diǎn)進(jìn)行連接。4)設(shè)置路徑點(diǎn)間相互關(guān)系，選擇某個(gè)路徑點(diǎn)與其它路徑點(diǎn)相互之間的位置不變。5)設(shè)置路徑點(diǎn)與跟蹤點(diǎn)的關(guān)系。C)啟動(dòng)本發(fā)明的視頻目標(biāo)區(qū)域的跟蹤模塊進(jìn)行跟蹤。D)路徑處理得到路徑點(diǎn)之后，可以對(duì)每幀的路徑點(diǎn)進(jìn)行平滑處理。E)退出跟蹤模塊，完成。在對(duì)運(yùn)動(dòng)員的頭像進(jìn)行跟蹤時(shí)，由于運(yùn)動(dòng)員的頭像一直在發(fā)生變化，且背景也不 同，通過(guò)選取運(yùn)動(dòng)員頭像的邊緣點(diǎn)做為跟蹤點(diǎn)比較難實(shí)現(xiàn)跟蹤?？梢酝ㄟ^(guò)設(shè)置跟蹤點(diǎn)在人 臉區(qū)域，路徑點(diǎn)在邊緣區(qū)域，跟蹤點(diǎn)與路徑點(diǎn)分離實(shí)現(xiàn)頭像的跟蹤。在采用平滑曲線對(duì)路徑點(diǎn)進(jìn)行連接時(shí)，平滑曲線可以采用貝塞爾曲線、B樣條曲線
7等方法。比如貝塞爾曲線對(duì)路徑點(diǎn)的連接，每個(gè)路徑點(diǎn)處有兩個(gè)控制點(diǎn)，通過(guò)對(duì)控制點(diǎn)的調(diào) 節(jié)，得以覆蓋跟蹤區(qū)域。在考慮路徑點(diǎn)的相互關(guān)系時(shí)，假如視頻的區(qū)域僅有平移發(fā)生，可以僅跟蹤一點(diǎn)而 得到所有的路徑點(diǎn)位置。在某些跟蹤對(duì)象消失的情況下，可以設(shè)置該跟蹤點(diǎn)與其它跟蹤點(diǎn) 的關(guān)系，通過(guò)其它跟蹤點(diǎn)的位置得到該跟蹤點(diǎn)。本發(fā)明提供的這種對(duì)視頻目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行跟蹤的方法，引入路徑點(diǎn)與跟蹤點(diǎn)分離的 方法可以很好地解決目標(biāo)區(qū)域在屏幕中不穩(wěn)定的問(wèn)題，并加入了路徑點(diǎn)的相互關(guān)系，即使 在視頻進(jìn)行縮放時(shí)，也能很快地得到路徑點(diǎn)的位置。跟蹤點(diǎn)是路徑點(diǎn)的參考點(diǎn)，通過(guò)直接或 間接的相關(guān)得到路徑點(diǎn)的位置。例如某視頻中想得到某人頭頂上方的路徑點(diǎn)，由于人頭頂 上方的區(qū)域經(jīng)常發(fā)生改變或消失，可以將人的眼睛設(shè)為跟蹤點(diǎn)，再設(shè)置眼睛與頭頂?shù)南鄬?duì) 關(guān)系。在此情況下頭頂上方是路徑點(diǎn)，眼睛是跟蹤點(diǎn)，路徑點(diǎn)與跟蹤點(diǎn)相分離，當(dāng)然路徑點(diǎn) 與跟蹤點(diǎn)也可以在同一位置。本發(fā)明提供的這種對(duì)視頻目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行跟蹤的方法，利用貝塞爾曲線對(duì)路徑點(diǎn)進(jìn) 行連接，通過(guò)設(shè)置路徑點(diǎn)處貝塞爾控制點(diǎn)的參數(shù)得到任意平滑的目標(biāo)區(qū)域。以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳 細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡 在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、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)。
權(quán)利要求
1.一種對(duì)視頻目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行跟蹤的方法，其特征在于，該方法通過(guò)對(duì)視頻目標(biāo)區(qū)域中 與路徑點(diǎn)對(duì)應(yīng)的跟蹤點(diǎn)進(jìn)行跟蹤，得到路徑點(diǎn)的參數(shù)信息，然后對(duì)得到的路徑點(diǎn)進(jìn)行平滑 處理，采用平滑曲線連接各路徑點(diǎn)，覆蓋視頻目標(biāo)區(qū)域，實(shí)現(xiàn)對(duì)視頻目標(biāo)區(qū)域的跟蹤。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)視頻目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行跟蹤的方法，其特征在于，所述路徑點(diǎn) 是視頻目標(biāo)區(qū)域邊界上的位置點(diǎn)，所述跟蹤點(diǎn)是跟蹤過(guò)程中算法跟蹤模塊的位置點(diǎn)，跟蹤 點(diǎn)是路徑點(diǎn)的參考點(diǎn)，唯一對(duì)應(yīng)于視頻目標(biāo)區(qū)域中的一個(gè)路徑點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)視頻目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行跟蹤的方法，其特征在于，所述對(duì)視頻 目標(biāo)區(qū)域中與路徑點(diǎn)對(duì)應(yīng)的跟蹤點(diǎn)進(jìn)行跟蹤時(shí)，在跟蹤點(diǎn)附近選取一跟蹤區(qū)域塊作為跟蹤 點(diǎn)區(qū)域，該跟蹤點(diǎn)區(qū)域包含有跟蹤點(diǎn)的信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的對(duì)視頻目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行跟蹤的方法，其特征在于，所述對(duì)視頻 目標(biāo)區(qū)域中與路徑點(diǎn)對(duì)應(yīng)的跟蹤點(diǎn)進(jìn)行跟蹤采用模板跟蹤的方法，將跟蹤點(diǎn)區(qū)域做為參考 模板，通過(guò)與視頻目標(biāo)區(qū)域中的每塊區(qū)域都與參考模版進(jìn)行匹配，在下一幀圖像中搜索匹 配得到最大相似度的區(qū)域做為新的跟蹤點(diǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的對(duì)視頻目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行跟蹤的方法，其特征在于，所述對(duì)視頻 目標(biāo)區(qū)域中與路徑點(diǎn)對(duì)應(yīng)的跟蹤點(diǎn)進(jìn)行跟蹤采用角點(diǎn)跟蹤的方法，通過(guò)在下一幀圖像的視 頻目標(biāo)區(qū)域中檢測(cè)角點(diǎn)，在檢測(cè)到角點(diǎn)后在角點(diǎn)所在區(qū)域與跟蹤點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行相似度計(jì)算， 得到最大相似度處作為新的跟蹤點(diǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)視頻目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行跟蹤的方法，其特征在于，所述路徑點(diǎn) 的參數(shù)信息至少包括跟蹤類型、路徑點(diǎn)與跟蹤點(diǎn)、路徑點(diǎn)與跟蹤點(diǎn)是否分離、路徑點(diǎn)之間的相互關(guān)系、跟蹤 區(qū)域塊與搜索區(qū)域塊大小、連接路徑點(diǎn)的平滑曲線類型和路徑處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)視頻目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行跟蹤的方法，其特征在于，所述對(duì)得到 的路徑點(diǎn)進(jìn)行平滑處理，采用平滑曲線連接各路徑點(diǎn)時(shí)，采用的平滑曲線是貝塞爾曲線。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的對(duì)視頻目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行跟蹤的方法，其特征在于，所述貝塞爾 曲線在每個(gè)路徑點(diǎn)處有兩個(gè)貝塞爾控制點(diǎn)，通過(guò)對(duì)貝塞爾控制點(diǎn)的調(diào)節(jié)，得以覆蓋視頻目 標(biāo)區(qū)域。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)視頻目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行跟蹤的方法，其特征在于，所述對(duì)得到 的路徑點(diǎn)進(jìn)行平滑處理，采用平滑曲線連接各路徑點(diǎn)時(shí)，采用的平滑曲線是B樣條曲線。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)視頻目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行跟蹤的方法，其特征在于，對(duì)于視頻僅 發(fā)生平移或縮放但沒(méi)有形變的情況，該方法進(jìn)一步根據(jù)路徑點(diǎn)之間的相互關(guān)系對(duì)視頻目標(biāo) 區(qū)域進(jìn)行跟蹤，選擇某個(gè)路徑點(diǎn)與其它路徑點(diǎn)相互之間的位置不變。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種對(duì)視頻目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行跟蹤的方法，該方法通過(guò)對(duì)視頻目標(biāo)區(qū)域中與路徑點(diǎn)對(duì)應(yīng)的跟蹤點(diǎn)進(jìn)行跟蹤，得到路徑點(diǎn)的參數(shù)信息，然后對(duì)得到的路徑點(diǎn)進(jìn)行平滑處理，采用平滑曲線連接各路徑點(diǎn)，覆蓋視頻目標(biāo)區(qū)域，實(shí)現(xiàn)對(duì)視頻目標(biāo)區(qū)域的跟蹤。利用本發(fā)明，克服了現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，利用一個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)大多數(shù)的跟蹤功能，通過(guò)擴(kuò)展的接口與其它模塊間進(jìn)行相互連接，并增加了路徑點(diǎn)間的相互關(guān)系操作，方便用戶操作，實(shí)現(xiàn)了對(duì)視頻目標(biāo)區(qū)域的準(zhǔn)確跟蹤。
文檔編號(hào)G06T7/20GK102142146SQ201010108049
公開(kāi)日2011年8月3日 申請(qǐng)日期2010年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月28日
發(fā)明者何磊, 姚威, 谷顯峰, 趙玉華, 邊紅昌 申請(qǐng)人:北京中科大洋科技發(fā)展股份有限公司