一种基于DSP的多目标跟踪方法及系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102497543A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102497543A(43)申请公布日2012.06.13(21)申请号201210001994.X(22)申请日2012.01.06(71)申请人合肥博微安全电子科技有限公司地址230088安徽省合肥市高新区科学香樟大道199号(72)发明人张崴曾杰周金旺李彤戴冲(74)专利代理机构合肥天明专利事务所34115代理人吴娜(51)Int.Cl.H04N7/18(2006.01)G06T7/20(2006.01)权利要求书权利要求书3页3页说明书说明书44页页附图附图22页(54)发明名称一种基于DSP的多目标跟踪方法及系统(57)摘要本发明涉及一种基于DSP的多目标跟踪方法，该方法包括下列顺序的步骤：在枪机监控背景内人工划定监控区域及盲区，并在盲区内安放球机；枪机和球机将采集到的视频监控图像实时编码，并将视频流通过网络传输到数字信号处理器DSP；数字信号处理器DSP对视频流进行解码并处理，控制球机对运动目标进行实时跟踪，并将结果显示给用户。本发明还公开了一种多目标跟踪系统。本发明采用数字信号处理器DSP作为系统的核心，对监测到的视频监控图像进行解码、处理，控制球机对运动目标进行实时跟踪，实现了实时跟踪多目标，并且可以降低整个多目标跟踪系统的成本。CN10249753ACN102497543A权利要求书1/3页1.一种基于DSP的多目标跟踪方法，该方法包括下列顺序的步骤：（1）在枪机监控背景内人工划定监控区域及盲区，并在盲区内安放球机；（2）枪机和球机将采集到的视频监控图像实时编码，并将视频流通过网络传输到数字信号处理器DSP；（3）数字信号处理器DSP对视频流进行解码并处理，控制球机对运动目标进行实时跟踪，并将结果显示给用户。2.根据权利要求1所述的基于DSP的多目标跟踪方法，其特征在于：所述的数字信号处理器DSP接收到枪机和球机发送的视频流后，对视频流进行解码，利用改进的多目标跟踪方法处理监控场景的视频，获得目标参数信息以及PTZ参数信息，将这些信息转化为控制流，再将控制流通过网络传输，在枪机场景中显示检测和跟踪结果，并控制球机对运动目标进行实时跟踪，球机将视频流通过网络发送到显示模块供用户查看实时跟踪效果。3.根据权利要求2所述的基于DSP的多目标跟踪方法，其特征在于：所述的多目标跟踪方法包括背景减法、改进的Meanshift算法和卡尔曼滤波方法，上电初始化后，枪机采集监控区域的视频图像，根据该视频图像进行实时高斯背景建模，视频预处理模块获取固定枪机监控场景的背景图像，一旦有运动目标进入监控场景，通过背景减法得到运动目标，并获得目标的初始位置，然后利用改进的Meanshift算法和卡尔曼滤波方法对目标进行跟踪。4.根据权利要求2所述的基于DSP的多目标跟踪方法，其特征在于：根据目标位置，在枪机的图像坐标系和球机PTZ坐标系之间建立映射关系，通过这个映射关系，目标的图像坐标就能转换成PTZ坐标，数字信号处理器DSP将PTZ参数发送到球机，球机调整PTZ参数，转动跟踪目标。5.根据权利要求3所述的基于DSP的多目标跟踪方法，其特征在于：采用背景减法检测运动目标的公式如下：其中，表示球机时刻的监控图像在处的像素值，而是时刻背景图像在处的像素值，为前景像素值，为阈值常量；背景图像采用背景更新的方法获得：其中为更新率。6.根据权利要求3所述的基于DSP的多目标跟踪方法，其特征在于：采用改进的Meanshift算法跟踪运动目标的公式如下：读取一帧视频图像，将图像转到HSV空间，提取HSV三通道图像的Hue通道，公式如下：（1）计算零阶矩2CN102497543A权利要求书2/3页（2）分别计算和的一阶矩（3）计算搜索框的质心位置，然后，令中心位置等于质心位置，利用新的中心位置再重新计算质心，直到所得到的质心收敛；其中，为搜索窗口中的像素位置，是投影图中处的像素值，为搜索窗口的零阶矩，和为搜索窗口的一阶矩。7.根据权利要求3所述的基于DSP的多目标跟踪方法，其特征在于：当目标与背景颜色分布比较类似或者尺度发生变化时，通过加入卡尔曼滤波来改进跟踪效果，卡尔曼滤波包含了两个模型：信号模型为：，观测模型为：，其中和分别为状态向量和观察向量，、、分别为状态转移矩阵、输入矩阵和观测矩阵，、分别为信号噪声和观测噪声，根据观测向量估计状态向量，通过预测来估计下一帧目标位置。8.根据权利要求4所述的基于DSP的多目标跟踪方法，其特征在于：在枪机的图像坐标系中选定标定点，，，，，，分别对应于球机PTZ坐标，，，，，，图像坐标系和PTZ参数坐标系的映射关系可用如下的方式求得：通过标定点和PTZ参数可以求得映射矩阵，映射矩阵结合枪机监控场景中跟踪到的目标