高速目标跟踪方法及其电路系统

摘要

本发明属于图像信息处理领域，一种高速目标跟踪方法及其电路系统。高速目标跟踪的过程是首先通过手动或自动方法指定要跟踪的目标。其次，以目标的区域特征为参考设定相应区域特征阈值窗口，用该阈值窗口把输入图像二值化。然后，通过处理每一帧二值化的图像对目标进行跟踪。当发现目标丢失，做目标丢失处理；当发现目标要脱离摄像头视场，转动摄像头对准目标，作视场转动后处理。最后，输出每一帧图像中目标的位置。本发明具有运算简单，速度快，并行处理的特点。在保证高速处理的同时，兼顾了目标和背景的复杂性，特别适合跟踪高速运动目标。本发明提出一种硬件实现方式的实施例结构图。

主权项

1.一种高速目标跟踪方法，其组成步骤有如下八个：1)图像采集；2)目标指定；3)二值化阈值窗口指定；4)图像二值化；5)固定视场时目标跟踪；6)目标位置输出；7)视场转动处理；8)目标丢失处理；其中，上述组成步骤的具体步骤如下：1)图像采集，用CMOS或CCD感光单元阵列按一定周期采集灰度或彩色图像；2)目标指定，在开始跟踪前，通过手动或自动方式得到要跟踪的目标；3)二值化阈值窗口指定，需要选择目标的一个或多个区域特征，据此产生图像二值化的阈值窗口；从指定的目标上任取一点的亮度值，或者取目标亮度平均值或中间值记为I0，亮度窗口定为{I0-I，I0+I}，I是半窗口大小，视情况决定，I0可以在每次开始固定视场时目标跟踪过程时根据当时目标的亮度特征决定，也可以在第一次决定后就不再改变；4)图像二值化，通过阈值窗口将图像转化为二值化图像；亮度值位于窗口内的像素点记为1或0，位于窗口外的记为0或1；5)固定视场时目标跟踪，保持摄像头不动的情况下，以目标的运动特征为主要判据进行跟踪；6)目标位置输出，得到能够反映目标的位置的一个参考点，可以是目标重心，中心，甚至目标上任一点；7)视场转动处理，在摄像头转动后为保持跟踪的连续性，方法是，摄像头转动时，以转动前目标的位置为依据，将摄像头转到使目标位置处于视场中心，后面的处理包括，把转动前的目标图像中的目标区域移动到图像中心，考虑到摄像头转动过程中的误差，将目标区域扩大若干像素，在摄像头转动完成后，把获得的第一帧二值图像和目标图像求交集，这样得到转动后的初始目标，接着开始新一轮固定视场时目标跟踪过程；8)目标丢失处理，目标丢失有两种情况，一种是目标进入大片的和目标相似亮度背景中，另一种是被亮度不同的前景遮挡，这可以通过判断原始二值化图像上目标丢失前一刻的目标位置附近有无相似亮度物体得到，对第一种情况，立即在原始二值化图像上以目标丢失前最后的位置为搜索种子展开目标搜索；对第二种情况，等待若干时间后在原始二值化图像上以目标丢失前最后的位置为搜索种子展开目标搜索，如果搜索到则开始新一轮固定视场时目标跟踪过程，搜索失败的话在下一帧重新搜索。