多目標自動跟蹤系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種多目標自動跟蹤方法，其包括：A、老師跟蹤機觸發(fā)，啟動人臉檢測跟蹤，找到監(jiān)控區(qū)域的人臉目標，并根據(jù)人臉目標進行視頻監(jiān)視錄制，同時將特征跟蹤區(qū)域內圖像保存下來；B、實時檢測監(jiān)控區(qū)域內的人臉數(shù)量，如果始終是一個人臉，則重復步驟A，如果監(jiān)控區(qū)域內識別出兩個以上的人臉時，則啟動運動目標特征跟蹤；C、參照步驟A中保存下來的特征跟蹤區(qū)域的信息，尋找到當前圖像中與前面保存的特征跟蹤區(qū)域的信息最匹配的聚類點，并根據(jù)聚類點所在位置重新確認目標所在位置，將聚類點所在位置作為目標所在位置，調整老師跟蹤機，對聚類點所在位置進行視頻監(jiān)視錄制。
【專利說明】多目標自動跟蹤系統(tǒng)及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明公開一種監(jiān)控對象識別方便，特別是一種多目標自動跟蹤方法。
【背景技術】
[0002]隨著視頻監(jiān)控技術的不斷發(fā)展，視頻監(jiān)控的應用領域也越來越廣，教育行業(yè)中也逐漸引入視頻監(jiān)控技術，以對教學質量和課堂效果等進行監(jiān)控。教育行業(yè)中，對于課程錄制一般都有學生和老師等多個機位進行跟蹤錄制的?，F(xiàn)有的教育行業(yè)中的視頻錄制時老師跟蹤算法都是基于人臉識別技術或者輪廓識別技術對教師位置進行識別跟蹤，圖像算法識別跟蹤范圍內的人臉目標，識別到目標后，攝像機會跟著這個目標移動，實現(xiàn)自動跟蹤。但是，現(xiàn)實課程中，講臺環(huán)境不可能會一直只有一個人臉目標。例如，投影的PPt中有檢測到人臉目標，多個人在講臺上，講臺背景上面有誤識別的目標等等。當講臺上出現(xiàn)多個目標時，現(xiàn)有的算法無法區(qū)分哪個是真正的跟蹤目標，極有可能會取錯目標，導致跟蹤失敗，這樣的課程錄制下來效果是非常不好的。

【發(fā)明內容】

[0003]針對上述提到的現(xiàn)有技術中的本發(fā)明提供了一種新的跟蹤方法，在多目標出現(xiàn)時，啟用目標特征聚類追蹤法，鎖定特征目標進行跟蹤，解決了多目標出現(xiàn)時跟蹤錯誤問題。本發(fā)明就在現(xiàn)有技術基礎上，當多目標出現(xiàn)時，新增一個運動目標特征追蹤方法，鎖定一個運動目標特征進行跟蹤，這樣即便圖像中有多個目標，也不會跟蹤錯誤，非常有效的提高了課程錄制效果。
[0004]本發(fā)明解決其技術問題采用的技術方案是:一種多目標自動跟蹤方法，該方法包括下述步驟:
A、老師跟蹤機觸發(fā)，啟動人臉檢測跟蹤，找到監(jiān)控區(qū)域的人臉目標，并根據(jù)人臉目標進行視頻監(jiān)視錄制，同時將特征跟蹤區(qū)域內圖像特征(即圖像內顯示內容的特征)保存下來；
B、實時檢測監(jiān)控區(qū)域內的人臉數(shù)量，如果始終是一個人臉，則重復步驟A，如果監(jiān)控區(qū)域內識別出兩個以上的人臉時，則啟動運動目標特征跟蹤；
C、參照步驟A中保存下來的特征跟蹤區(qū)域的信息，尋找到當前圖像中與前面保存的特征跟蹤區(qū)域的信息最匹配的聚類點，并根據(jù)聚類點所在位置重新確認目標所在位置，將聚類點所在位置作為目標所在位置，調整老師跟蹤機，對聚類點所在位置進行視頻監(jiān)視錄制。
[0005]一種多目標自動跟蹤系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:
A、人臉檢測模塊:用于檢測監(jiān)控區(qū)域內的人臉信息；
B、特征識別模塊:當監(jiān)控區(qū)域內出現(xiàn)兩個人臉信息時，特征識別模塊識別特征跟蹤區(qū)域內的特征信息，并找到當前圖像中，與前面保存的特征跟蹤區(qū)域的信息最匹配的聚類點，將聚類點位置作為目標所在位置；
C、目標跟蹤模塊:當監(jiān)控區(qū)域內只有一個人臉信息時，將攝像機對準人臉信息所在位置；當監(jiān)控區(qū)域內識別出兩個以上的人臉信息時，將攝像機對準聚類點位置； D、視頻錄制模塊:對目標跟蹤模塊跟蹤區(qū)域進行視頻監(jiān)控錄像。
[0006]本發(fā)明解決其技術問題采用的技術方案進一步還包括:
所述的步驟C后面還包括有步驟D，特征追蹤的同時，每隔一段設定的時間或每幀進行一次人臉檢測，當在一定時間內都發(fā)現(xiàn)監(jiān)控區(qū)域內只有一個跟蹤目標時，則關閉特征追蹤，只啟用人臉檢測，并根據(jù)人臉檢測的結果進行跟蹤。
[0007]所述的特征跟蹤區(qū)域為講桌上方至黑板或投影幕下方之間的位置。
[0008]所述的特征跟蹤區(qū)域呈長條形，整體長度是整個視頻的寬度。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明能夠彌補講臺上出現(xiàn)多目標時，跟蹤很可能跟錯的問題，在老師觸發(fā)時就鎖定了特征目標，當多目標出現(xiàn)時，根據(jù)這個特征來進行匹配目標，實現(xiàn)了多目標檢測依然準確的跟蹤方案，非常有效的提高了視頻錄制效果。
[0010]下面將結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明做進一步說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明系統(tǒng)流程圖。
【具體實施方式】
[0012]本實施例為本發(fā)明優(yōu)選實施方式，其他凡其原理和基本結構與本實施例相同或近似的，均在本發(fā)明保護范圍之內。
[0013]本發(fā)明的核心原理是盡量在監(jiān)控區(qū)域選取背景相對干凈的地方作為特征跟蹤區(qū)域，利用特征跟蹤算法在選定的特征跟蹤區(qū)域內進行跟蹤，從而找到最佳匹配點作為跟蹤目標，通過教師監(jiān)控攝像機對跟蹤目標進行跟蹤攝制及視頻錄制，本實施例中，選定監(jiān)控攝像機選取圖像中的講桌上方至黑板或投影幕下方之間的位置(如果黑板或投影幕下邊沿位于講桌上邊緣下方，則可在講桌上邊緣上邊選取適當位置作為特增跟蹤區(qū)域)選定一個長條形區(qū)域作為特征跟蹤區(qū)域，且特征跟蹤區(qū)域平行于黑板設置，其整體長度通常與講臺長度相同，或根據(jù)實際需要具體選定，本實施例中，其整體長度是整個視頻的寬度。
[0014]本發(fā)明中的多目標自動跟蹤方法具體包括下述步驟:
A、老師跟蹤機(即專門監(jiān)視講臺區(qū)域的監(jiān)控器)觸發(fā)，啟動人臉檢測跟蹤，找到監(jiān)控區(qū)域的人臉目標(人臉識別技術可采用常規(guī)技術中的常用人臉識別技術)，并根據(jù)人臉目標進行視頻監(jiān)視錄制，同時將特征跟蹤區(qū)域內圖像保存下來；
B、實時檢測監(jiān)控區(qū)域內的人臉數(shù)量，如果始終是一個人臉，則重復步驟A，如果監(jiān)控區(qū)域內識別出兩個以上的人臉時，則啟動運動目標特征跟蹤；
C、參照前面保存下來的特征跟蹤區(qū)域的信息(可將其稱為特征信息)，尋找到當前圖像中與前面保存的特征跟蹤區(qū)域的信息最匹配的聚類點(可以認為就是一個特征相似的集中點，也可認為是一個特征匹配點，比如可以用現(xiàn)有的meanshift運動圖像跟蹤技術來做這個聚類點的尋找，聚類分析又稱群分析，它是研究(樣品或指標)分類問題的一種統(tǒng)計分析方法。聚類(Cluster)分析是由若干模式(Pattern)組成的，通常，模式是一個度量(Measurement)的向量,或者是多維空間中的一個點。聚類分析以相似性為基礎，在一個聚類中的模式之間比不在同一聚類中的模式之間具有更多的相似性。)，并根據(jù)聚類點所在位置重新確認目標所在位置，將聚類點所在位置作為目標所在位置，調整老師跟蹤機，對聚類點所在位置進行視頻監(jiān)視錄制(本發(fā)明中將其定義為特征追蹤)，本實施例中的監(jiān)視位置是:水平方向取特征檢測到的位置，高度的話就采用上一次人臉檢測的高度，因為監(jiān)視區(qū)域實際在人大致的腰部或者胸部；
D、特征追蹤的同時，可以選擇隔一段設定的時間(本實施例中，設定時間可以根據(jù)實際情況來定，其是一個閾值，本實施例中，取每10幀檢測一次)進行一次人臉檢測，也可以每幀都進行檢測人臉，當在一定時間(本實施例中，可以根據(jù)實際情況來定，其是一個閾值，目前本實施例中是每10幀檢測一次，當連續(xù)3次都檢測到只有一個人臉目標時，就認為現(xiàn)在整個圖像內就只有一個人臉，就關閉特征檢測，啟用人臉檢測跟蹤)內都發(fā)現(xiàn)監(jiān)控區(qū)域內只有一個跟蹤目標(即僅能識別出一個人臉)時，則關閉特征追蹤，只啟用人臉檢測，并根據(jù)人臉檢測的結果進行跟蹤(即重復步驟A )。
[0015]本發(fā)明同時保護一種多目標自動跟蹤系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要包括:
A、人臉檢測模塊:用于檢測監(jiān)控區(qū)域內的人臉信息；
B、特征識別模塊:當監(jiān)控區(qū)域內出現(xiàn)兩個人臉信息時，特征識別模塊識別特征跟蹤區(qū)域內的特征信息，并找到當前圖像中，與前面保存的特征跟蹤區(qū)域的信息最匹配的聚類點，將聚類點位置作為目標所在位置；
C、目標跟蹤模塊:當監(jiān)控區(qū)域內只有一個人臉信息時，將攝像機對準人臉信息所在位置；當監(jiān)控區(qū)域內識別出兩個以上的人臉信息時，將攝像機對準聚類點位置；
D、視頻錄制模塊:對目標跟蹤模塊跟蹤區(qū)域進行視頻監(jiān)控錄像。
[0016]本發(fā)明能夠彌補講臺上出現(xiàn)多目標時，跟蹤很可能跟錯的問題，在老師觸發(fā)時就鎖定了特征目標，當多目標出現(xiàn)時，根據(jù)這個特征來進行匹配目標，實現(xiàn)了多目標檢測依然準確的跟蹤方案，非常有效的提高了視頻錄制效果。
【權利要求】
1.一種多目標自動跟蹤方法，其特征是:所述的方法包括下述步驟: A、老師跟蹤機觸發(fā)，啟動人臉檢測跟蹤，找到監(jiān)控區(qū)域的人臉目標，并根據(jù)人臉目標進行視頻監(jiān)視錄制，同時將特征跟蹤區(qū)域內圖像特征保存下來； B、實時檢測監(jiān)控區(qū)域內的人臉數(shù)量，如果始終是一個人臉，則重復步驟A，如果監(jiān)控區(qū)域內識別出兩個以上的人臉時，則啟動運動目標特征跟蹤； C、參照步驟A中保存下來的特征跟蹤區(qū)域的信息，尋找到當前圖像中與前面保存的特征跟蹤區(qū)域的信息最匹配的聚類點，并根據(jù)聚類點所在位置重新確認目標所在位置，將聚類點所在位置作為目標所在位置，調整老師跟蹤機，對聚類點所在位置進行視頻監(jiān)視錄制。
2.根據(jù)權利要求1所述的多目標自動跟蹤方法，其特征是:所述的步驟C后面還包括有步驟D，特征追蹤的同時，每隔一段設定的時間或每幀進行一次人臉檢測，當在一定時間內都發(fā)現(xiàn)監(jiān)控區(qū)域內只有一個跟蹤目標時，則關閉特征追蹤，只啟用人臉檢測，并根據(jù)人臉檢測的結果進行跟蹤。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的多目標自動跟蹤方法，其特征是:所述的特征跟蹤區(qū)域為講桌上方至黑板或投影幕下方之間的位置。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的多目標自動跟蹤方法，其特征是:所述的特征跟蹤區(qū)域呈長條形，整體長度是整個視頻的寬度。
5.一種多目標自動跟蹤系統(tǒng)，其特征是:所述的系統(tǒng)包括: A、人臉檢測模塊:用于檢測監(jiān)控區(qū)域內的人臉信息； B、特征識別模塊:當監(jiān)控區(qū)域內出現(xiàn)兩個人臉信息時，特征識別模塊識別特征跟蹤區(qū)域內的特征信息，并找到當前圖像中，與前面保存的特征跟蹤區(qū)域的信息最匹配的聚類點，將聚類點位置作為目標所在位置； C、目標跟蹤模塊:當監(jiān)控區(qū)域內只有一個人臉信息時，將攝像機對準人臉信息所在位置；當監(jiān)控區(qū)域內識別出兩個以上的人臉信息時，將攝像機對準聚類點位置； D、視頻錄制模塊:對目標跟蹤模塊跟蹤區(qū)域進行視頻監(jiān)控錄像。
【文檔編號】H04N7/18GK103679155SQ201310741980
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月30日 優(yōu)先權日:2013年12月30日
【發(fā)明者】袁潔, 廖海 申請人:深圳銳取信息技術股份有限公司