一種視頻中的物體跟蹤方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種視頻中的物體跟蹤方法及裝置，涉及數(shù)據(jù)處理技術(shù)，從用于存儲物體歷史狀態(tài)信息的動態(tài)歷史信息中，采集物體前一幀所在位置附近的該物體以及其它物體的歷史狀態(tài)信息，再根據(jù)該歷史狀態(tài)信息確定物體的運動趨勢，估計物體在當(dāng)前幀的位置，進(jìn)而根據(jù)估計結(jié)果對該物體進(jìn)行跟蹤，由于在進(jìn)行物體運動趨勢的確定時，不僅僅根據(jù)物體本身的參數(shù)進(jìn)行確定，而是參考了其它物體或該物體其它部位在該位置附近留下的歷史狀態(tài)信息，所以提高了運動趨勢估計的準(zhǔn)確性，減少了在跟蹤過程中丟失目標(biāo)的情況，提高了視頻中的物體跟蹤的準(zhǔn)確度。
【專利說明】一種視頻中的物體跟蹤方法及裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)處理技術(shù)，尤其涉及一種視頻中的物體跟蹤方法及裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來，通過視頻進(jìn)行物體跟蹤得到了較多的應(yīng)用，尤其在交通方面為跟蹤車輛起到了較大的作用。
[0003]目前，通過視頻進(jìn)行物體跟蹤的方法主要為:根據(jù)當(dāng)前幀圖像數(shù)據(jù)，在當(dāng)前幀圖像中搜索與前一幀該物體圖片匹配的部分，作為當(dāng)前幀的該物體的圖片，從而實現(xiàn)物體跟蹤。
[0004]但是，若在整個圖像中進(jìn)行物體圖片的匹配，則計算量較大，所以首先根據(jù)物體的運動速度等運動情況參數(shù)，估計物體的運動趨勢，確定物體在當(dāng)前幀可能出現(xiàn)的范圍，再在該范圍內(nèi)進(jìn)行物體圖片匹配，從而確定當(dāng)前幀該物體的位置，實現(xiàn)物體跟蹤；或者，也可以根據(jù)物體運動趨勢確定當(dāng)前幀中物體的第一位置，同時根據(jù)圖片匹配確定當(dāng)前幀中物體的第二位置，再根據(jù)第一位置和第二位置，確定出物體的最終位置。
[0005]可見，估計物體的運動趨勢對當(dāng)前幀中物體的匹配具有較大影響，目前，進(jìn)行物體運動趨勢的估計，通常僅僅考慮物體本身的參數(shù)，例如可以根據(jù)前兩幀中物體的位置確定物體的速度，再在當(dāng)前幀中根據(jù)物體的速度進(jìn)行運動趨勢的估計，如圖1所示，根據(jù)物體在T-1幀中的位置、T幀中的位置確定物體的速度ντ_1;再根據(jù)該VT_i以及物體運動方向確定物體在T+1幀中的位置，在一般模型下，通常認(rèn)為Vt=Vh。
[0006]然而，物體的運動情況隨時可能出現(xiàn)變化，單純的根據(jù)物體本身的參數(shù)進(jìn)行運動趨勢的估計的準(zhǔn)確度不高，容易在跟蹤過程中丟失目標(biāo)，影響視頻中的物體跟蹤的準(zhǔn)確度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明實施例提供一種視頻中的物體跟蹤方法及裝置，以提高視頻中的物體跟蹤的準(zhǔn)確度。
[0008]一種視頻中的物體跟蹤方法，包括:
[0009]根據(jù)物體前一幀所在位置，確定信息采集范圍；
[0010]從用于存儲物體歷史狀態(tài)信息的動態(tài)歷史信息中，獲取在所述信息采集范圍中該物體以及其它物體的歷史狀態(tài)信息；
[0011]根據(jù)所述歷史狀態(tài)信息確定所述物體的運動趨勢，估計所述物體在當(dāng)前幀的位置；
[0012]根據(jù)所述估計結(jié)果對該物體進(jìn)行跟蹤。
[0013]一種視頻中的物體跟蹤裝置，包括:
[0014]確定單元，用于根據(jù)物體前一幀所在位置，確定信息采集范圍；
[0015]獲取單元，用于從用于存儲物體歷史狀態(tài)信息的動態(tài)歷史信息中，獲取在所述信息采集范圍中該物體以及其它物體的歷史狀態(tài)信息；
[0016]估計單元，用于根據(jù)所述歷史狀態(tài)信息確定所述物體的運動趨勢，估計所述物體在當(dāng)前幀的位置；
[0017]跟蹤單元，用于根據(jù)所述估計結(jié)果對該物體進(jìn)行跟蹤。
[0018]本發(fā)明實施例提供一種視頻中的物體跟蹤方法及裝置，從用于存儲物體歷史狀態(tài)信息的動態(tài)歷史信息中，采集物體前一幀所在位置附近的該物體以及其它物體的歷史狀態(tài)信息，再根據(jù)該歷史狀態(tài)信息確定物體的運動趨勢，估計物體在當(dāng)前幀的位置，進(jìn)而根據(jù)估計結(jié)果對該物體進(jìn)行跟蹤，由于在進(jìn)行物體運動趨勢的確定時，不僅僅根據(jù)物體本身的參數(shù)進(jìn)行確定，而是參考了其它物體或該物體其它部位在該位置附近留下的歷史狀態(tài)信息，所以提高了運動趨勢估計的準(zhǔn)確性，減少了在跟蹤過程中丟失目標(biāo)的情況，提高了視頻中的物體跟蹤的準(zhǔn)確度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中進(jìn)行物體運動趨勢估計的不意圖；
[0020]圖2為本發(fā)明實施例提供的視頻中的物體跟蹤方法流程圖；
[0021]圖3-圖5為本發(fā)明實施例提供的與實施例一對應(yīng)的示意圖；
[0022]圖6-圖7為本發(fā)明實施例提供的與實施例二對應(yīng)的示意圖；
[0023]圖8為本發(fā)明實施例提供的與實施例三對應(yīng)的示意圖；
[0024]圖9為本發(fā)明實施例提供的與實施例四對應(yīng)的示意圖；
[0025]圖10為本發(fā)明實施例提供的視頻中的物體跟蹤裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖11為本發(fā)明實施例提供的較佳的視頻中的物體跟蹤裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0027]本發(fā)明實施例提供一種視頻中的物體跟蹤方法及裝置，從用于存儲物體歷史狀態(tài)信息的動態(tài)歷史信息中，采集物體前一幀所在位置附近的該物體以及其它物體的歷史狀態(tài)信息，再根據(jù)該歷史狀態(tài)信息確定物體的運動趨勢，估計物體在當(dāng)前幀的位置，進(jìn)而根據(jù)估計結(jié)果對該物體進(jìn)行跟蹤，由于在進(jìn)行物體運動趨勢的確定時，不僅僅根據(jù)物體本身的參數(shù)進(jìn)行確定，而是參考了其它物體或該物體其它部位在該位置附近留下的歷史狀態(tài)信息，所以提高了運動趨勢估計的準(zhǔn)確性，減少了在跟蹤過程中丟失目標(biāo)的情況，提高了視頻中的物體跟蹤的準(zhǔn)確度。
[0028]當(dāng)一個物體周圍的物體都具有相似的運動狀態(tài)時，可以參考其它物體的歷史狀態(tài)信息確定當(dāng)前物體的運動趨勢，例如在公路上對車輛的跟蹤即符合場景要求。
[0029]如圖2所示，本發(fā)明實施例提供的視頻中的物體跟蹤方法，包括:
[0030]步驟S201、根據(jù)物體前一幀所在位置，確定信息采集范圍；
[0031]步驟S202、從用于存儲物體歷史狀態(tài)信息的動態(tài)歷史信息中，獲取在信息采集范圍中該物體以及其它物體的歷史狀態(tài)信息；
[0032]步驟S203、根據(jù)歷史狀態(tài)信息確定物體的運動趨勢，估計物體在當(dāng)前幀的位置；
[0033]步驟S204、根據(jù)估計結(jié)果對該物體進(jìn)行跟蹤。
[0034]其中，動態(tài)歷史信息可以使用圖的方式體現(xiàn)，也可以使用數(shù)據(jù)庫等其他方式體現(xiàn)，當(dāng)使用圖的方式體現(xiàn)時，則使用動態(tài)歷史信息圖(Dynamic History Informat1n map,以下簡寫為DHI map)作為跟蹤方法的輔助工具，利用DHI map首先要假設(shè)物體之間的狀態(tài)有相似性，因此利用其它物體的狀態(tài)信息來指導(dǎo)當(dāng)前物體的運動信息，DHI map中的狀態(tài)信息不僅包括運動信息。除了運動信息外，可以添加例如尺寸變化等其他信息。任意符合假設(shè)的信息都可以添加到DHI map中。
[0035]在一些場景中，多個運動的物體之間有相似的狀態(tài)信息變化。例如:在一條車道上，前后緊跟的兩輛汽車，在經(jīng)過同一個位置的速度大小、轉(zhuǎn)彎方向、在監(jiān)控視頻里尺寸變化等狀態(tài)是相似的。
[0036]因此，將物體經(jīng)過一個位置的狀態(tài)信息保留在這個位置，當(dāng)有其他物體再次經(jīng)過這個位置時，能夠通過讀取之前物體在這個位置的狀態(tài)信息，即可對該物體下一時刻的狀態(tài)作出一個初步判斷。
[0037]但一個位置的狀態(tài)信息不是一成不變的。例如早高峰時刻的車速信息顯然不能指導(dǎo)半夜時刻經(jīng)過該路口的車輛。物體間的相似性不僅隨著距離增加而遞減，也隨著時間增加而遞減。因此，存儲鄰近的(空間上和時間上)其他物體的歷史狀態(tài)對當(dāng)前物體有指導(dǎo)意義較大。
[0038]DHI map中，物體上一幀留下的信息，有一部分會在當(dāng)前做判斷的時候被再次提取利用(兩幀之間物體的范圍有重疊時，這種現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn))。因此物體之前的狀態(tài)對當(dāng)前狀態(tài)有指導(dǎo)作用，或者說，物體會試圖保持之前的狀態(tài)(運動速度，方向，尺寸變化等等)。
[0039]DHI map中，前一個物體留下的狀態(tài)信息，會對后面鄰近的物體有指導(dǎo)作用(只要后面的物體能趕在信息被刪除前將它提取出來)。從場景的角度來看，之前的狀態(tài)信息對當(dāng)前的狀態(tài)信息有指導(dǎo)作用，或者說，場景的狀態(tài)信息試圖保持不變。(例如，擁堵的交通狀態(tài)只會慢慢的緩解，而不太可能突然變得通暢。)
[0040]下面以DHI map為例，對本發(fā)明實施例提供的方案進(jìn)行說明:
[0041]具體的，在步驟S201中，根據(jù)物體前一幀所在位置，確定信息采集范圍，具體包括:
[0042]確定信息采集范圍為物體前一幀所在位置且等同于物體本身大小的范圍。
[0043]由于選擇的物體本身大小的范圍，所以該物體所獲取的歷史狀態(tài)信息通常為自身和曾經(jīng)通過自身當(dāng)前所在位置的物體留下的信息，很難采集到與該物體相鄰的物體留下的信息，所以當(dāng)與該物體相鄰的物體和該物體的運動趨勢不同時，避免了與該物體相鄰的物體留下的歷史狀態(tài)信息對該物體的影響。
[0044]其中，等同于物體本身大小的范圍，可以具體為覆蓋物體的最小矩形范圍，或者覆蓋物體的最小圓形范圍，從而減小計算復(fù)雜度，也可以直接采用物體的輪廓作為等同于物體本身大小的范圍，從而進(jìn)一步提聞跟蹤準(zhǔn)確度。
[0045]步驟S202中，從用于存儲物體歷史狀態(tài)信息的動態(tài)歷史信息圖中，獲取在信息采集范圍中，該物體以及其它物體的歷史狀態(tài)信息，具體包括:
[0046]從用于存儲物體歷史狀態(tài)信息的動態(tài)歷史信息圖中，獲取在前N幀中在該信息采集范圍中所記錄的該物體及其他物體的歷史狀態(tài)信息，其中，N為預(yù)先設(shè)定的值。
[0047]歷史狀態(tài)信息可以僅包括運動速度信息，也可以包括運動速度信息和尺寸變化信息，還可以包括其他可以參考的信息。
[0048]步驟S203中，根據(jù)歷史狀態(tài)信息確定物體的運動趨勢，估計物體在當(dāng)前幀的位置，具體包括:
[0049]將歷史狀態(tài)信息的平均值或加權(quán)平均值作為物體的狀態(tài)信息；
[0050]根據(jù)物體的狀態(tài)信息確定物體的運動趨勢，估計物體在當(dāng)前幀的位置。
[0051]由于歷史狀態(tài)信息中的各項信息所記錄的時間越近，對于當(dāng)前物體的參考價值越大，所以，所獲取的每一項歷史狀態(tài)信息的存在時間越大，該項歷史狀態(tài)信息的權(quán)重越小。
[0052]在確定該物體在當(dāng)前幀的位置后，還可以在動態(tài)歷史信息圖中記錄該物體的當(dāng)前狀態(tài)信息，以便于在后續(xù)幀中使用。此時，該方法還包括:
[0053]在確定該物體在當(dāng)前幀的位置后，在動態(tài)歷史信息圖中的該物體在當(dāng)前幀所覆蓋的至少一個點上留下至少一項該物體當(dāng)前的狀態(tài)信息。
[0054]具體的，在確定該物體在當(dāng)前幀的位置后，在動態(tài)歷史信息圖中的該物體在當(dāng)前幀所覆蓋的至少一個點上留下至少一項該物體當(dāng)前的狀態(tài)信息，具體包括:
[0055]在確定該物體在當(dāng)前幀的位置后，在動態(tài)歷史信息圖中的對應(yīng)該物體的每個預(yù)先選取的特征點上留下至少一項該物體當(dāng)前的狀態(tài)信息。其中，特征點可以在物體上按照預(yù)先設(shè)定的密度均勻選取，也可以通過角點提取方法選取物體上的角點作為特征點，還可以通過其它特征點選取方法選取。
[0056]為進(jìn)一步濾除噪聲，在留下該物體當(dāng)前的狀態(tài)信息后，還包括:
[0057]對留下的該物體當(dāng)前的狀態(tài)信息進(jìn)行濾波。
[0058]在動態(tài)歷史信息圖中需要留下該物體當(dāng)前的狀態(tài)信息的點上已經(jīng)存在歷史狀態(tài)信息時，還包括:
[0059]將動態(tài)歷史信息圖中需要留下該物體當(dāng)前的狀態(tài)信息的點上的歷史狀態(tài)信息更新為該物體當(dāng)前的狀態(tài)信息；或者
[0060]將動態(tài)歷史信息圖中需要留下該物體當(dāng)前的狀態(tài)信息的點上的歷史狀態(tài)信息與該物體當(dāng)前的狀態(tài)信息的平均值或加權(quán)平均值作為動態(tài)歷史信息圖中該點上的歷史狀態(tài)信息。
[0061 ] 為了較準(zhǔn)確的標(biāo)識每項狀態(tài)信息存在的時間長度，并減少DHI map的存儲量，該方法還包括:
[0062]對應(yīng)每項該物體當(dāng)前的狀態(tài)信息設(shè)置定時器，當(dāng)定時器達(dá)到設(shè)定值時，刪除該項該物體當(dāng)前的狀態(tài)信息。
[0063]下面通過具體的實施例對視頻中的物體跟蹤方法進(jìn)行詳細(xì)說明:
[0064]實施例一、
[0065]DHI map 的更新:
[0066]當(dāng)確定了一個跟蹤物體I在某一個位置(X，y)的信息后(包括速度大小、方向、尺寸變化等等)，將這些信息留在DHI map中(x，y)位置處，并對該位置的計時器設(shè)置初值，如圖3所示。
[0067]所存儲的信息可以是在DHI map添加一條新的數(shù)據(jù)，格式可以如表1所示。
[0068]表1:
[0069]

【權(quán)利要求】
1.一種視頻中的物體跟蹤方法，其特征在于，包括: 根據(jù)物體前一幀所在位置，確定信息采集范圍； 從用于存儲物體歷史狀態(tài)信息的動態(tài)歷史信息中，獲取在所述信息采集范圍中該物體以及其它物體的歷史狀態(tài)信息； 根據(jù)所述歷史狀態(tài)信息確定所述物體的運動趨勢，估計所述物體在當(dāng)前幀的位置； 根據(jù)所述估計結(jié)果對該物體進(jìn)行跟蹤。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)物體前一幀所在位置，確定信息采集范圍，具體包括: 確定信息采集范圍為物體前一幀所在位置且等同于物體本身大小的范圍。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述從用于存儲物體歷史狀態(tài)信息的動態(tài)歷史信息中，獲取在所述信息采集范圍中，該物體以及其它物體的歷史狀態(tài)信息，具體包括: 從用于存儲物體歷史狀態(tài)信息的動態(tài)歷史信息中，獲取在前N幀中在該信息采集范圍中所記錄的該物體及其他物體的歷史狀態(tài)信息，其中，N為預(yù)先設(shè)定的值。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述歷史狀態(tài)信息包括: 運動速度信息和 尺寸變化信息。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述歷史狀態(tài)信息確定所述物體的運動趨勢，估計所述物體在當(dāng)前幀的位置，具體包括: 將所述歷史狀態(tài)信息的平均值或加權(quán)平均值作為所述物體的狀態(tài)信息； 根據(jù)所述物體的狀態(tài)信息確定所述物體的運動趨勢，估計所述物體在當(dāng)前幀的位置。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所獲取的每一項歷史狀態(tài)信息的存在時間越大，該項歷史狀態(tài)信息的權(quán)重越小。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括: 在確定該物體在當(dāng)前幀的位置后，在動態(tài)歷史信息中的該物體在當(dāng)前幀所覆蓋的至少一個點上留下至少一項該物體當(dāng)前的狀態(tài)信息。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述在確定該物體在當(dāng)前幀的位置后，在動態(tài)歷史信息中的該物體在當(dāng)前幀所覆蓋的至少一個點上留下至少一項該物體當(dāng)前的狀態(tài)信息，具體包括: 在確定該物體在當(dāng)前幀的位置后，在動態(tài)歷史信息中的對應(yīng)該物體的每個預(yù)先選取的特征點上留下至少一項該物體當(dāng)前的狀態(tài)信息。
9.如權(quán)利要求7或8所述的方法，其特征在于，還包括: 對留下的該物體當(dāng)前的狀態(tài)信息進(jìn)行濾波。
10.如權(quán)利要求7或8所述的方法，其特征在于，在動態(tài)歷史信息中需要留下該物體當(dāng)前的狀態(tài)信息的點上已經(jīng)存在歷史狀態(tài)信息時，還包括: 將動態(tài)歷史信息中需要留下該物體當(dāng)前的狀態(tài)信息的點上的歷史狀態(tài)信息更新為該物體當(dāng)前的狀態(tài)信息；或者 將動態(tài)歷史信息中需要留下該物體當(dāng)前的狀態(tài)信息的點上的歷史狀態(tài)信息與該物體當(dāng)前的狀態(tài)信息的平均值或加權(quán)平均值作為動態(tài)歷史信息中該點上的歷史狀態(tài)信息。
11.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，還包括:對應(yīng)每項該物體當(dāng)前的狀態(tài)信息設(shè)置定時器，當(dāng)定時器達(dá)到設(shè)定值時，刪除該項該物體當(dāng)前的狀態(tài)信息。
12.一種視頻中的物體跟蹤裝置，其特征在于，包括: 確定單元，用于根據(jù)物體前一幀所在位置，確定信息采集范圍； 獲取單元，用于從用于存儲物體歷史狀態(tài)信息的動態(tài)歷史信息中，獲取在所述信息采集范圍中該物體以及其它物體的歷史狀態(tài)信息； 估計單元，用于根據(jù)所述歷史狀態(tài)信息確定所述物體的運動趨勢，估計所述物體在當(dāng)前幀的位置； 跟蹤單元，用于根據(jù)所述估計結(jié)果對該物體進(jìn)行跟蹤。
13.如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述確定單元具體用于: 確定信息采集范圍為物體前一幀所在位置且等同于物體本身大小的范圍。
14.如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述獲取單元具體用于: 從用于存儲物體歷史狀態(tài)信息的動態(tài)歷史信息中，獲取在前N幀中在該信息采集范圍中所記錄的該物體及其他物體的歷史狀態(tài)信息，其中，N為預(yù)先設(shè)定的值。
15.如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述歷史狀態(tài)信息包括: 運動速度信息和尺寸變化信息。
16.如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述估計單元具體用于: 將所述歷史狀態(tài)信息的平均值或加權(quán)平均值作為所述物體的狀態(tài)信息； 根據(jù)所述物體的狀態(tài)信息確定所述物體的運動趨勢，估計所述物體在當(dāng)前幀的位置。
17.如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，還包括: 更新單元，用于在確定該物體在當(dāng)前幀的位置后，在動態(tài)歷史信息中的該物體在當(dāng)前幀所覆蓋的至少一個點上留下至少一項該物體當(dāng)前的狀態(tài)信息。
18.如權(quán)利要求17所述的裝置，其特征在于，所述更新單元具體用于: 在確定該物體在當(dāng)前幀的位置后，在動態(tài)歷史信息中的對應(yīng)該物體的每個預(yù)先選取的特征點上留下至少一項該物體當(dāng)前的狀態(tài)信息。
19.如權(quán)利要求17或18所述的裝置，其特征在于，所述更新單元還用于: 對留下的該物體當(dāng)前的狀態(tài)信息進(jìn)行濾波。
20.如權(quán)利要求17或18所述的裝置，其特征在于，在動態(tài)歷史信息中需要留下該物體當(dāng)前的狀態(tài)信息的點上已經(jīng)存在歷史狀態(tài)信息時，所述更新單元用于: 將動態(tài)歷史信息中需要留下該物體當(dāng)前的狀態(tài)信息的點上的歷史狀態(tài)信息更新為該物體當(dāng)前的狀態(tài)信息；或者 將動態(tài)歷史信息中需要留下該物體當(dāng)前的狀態(tài)信息的點上的歷史狀態(tài)信息與該物體當(dāng)前的狀態(tài)信息的平均值或加權(quán)平均值作為動態(tài)歷史信息中該點上的歷史狀態(tài)信息。
21.如權(quán)利要求17所述的裝置，其特征在于，所述更新單元還用于: 對應(yīng)每項該物體當(dāng)前的狀態(tài)信息設(shè)置定時器，當(dāng)定時器達(dá)到設(shè)定值時，刪除該項該物體當(dāng)前的狀態(tài)信息。
【文檔編號】G06T7/20GK104077783SQ201310097493
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2013年3月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月25日
【發(fā)明者】梁繼 申請人:日電（中國）有限公司