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基于光流方程和目标匹配的视频图像目标跟踪方法_论文

第35卷,增刊 红外与激光工程 200 6年10 月 基于光流方程和目标匹配的视频图像目标跟踪方法 丛杨1, 一, 唐延 东1 ( 1冲国科学院沈阳自动化研究所光电信息研究室,辽宁沈阳110016; 2.中国科学院研究生院,北京100049) 摘要:提出一种利用图像差分、局部光流法和目标匹配,实现视频对象目标提取和跟踪的方法。首先, 对预处理后的图像进行差分;在差分的基础上,运用局部光流场对目标进行运动估计;对估计结果依据相似 度进行聚类分析,消除小的非目标区域;当目标未发生剧烈变化时,更新目标模板,否则,利用已有目标模 板进行匹配跟踪。实验结果验证了该算法的有效性,并实现了目标变形和部分遮挡时的稳定跟踪。 关键词:图像差分; 中圈分类号:Ⅱ' 391 光流法; 目标跟踪; 聚类分析 文章编号:1007—2276( 2006) 增D 一0312一04 文l - I 标识码:A R eaI ℃h es on vi deo e obj ect t r ac ki ng m t hod based and t ar get m chi ng at C N O G on opt i cal now Y甜191一,TANG‰l g—don91 of ( 1.s h朋yang hs 咖t e of Aut 0嘲don,chi ne se Aca d锄y 2.G dua l e fa s ci ences ,s h衄y趾g 110016,Chi na; Sch00l ,o虹桃 A d锄y ca of ) Scicn∞s,B确ing 100039,ChiI m A bst m :A m m ct e od on det e ct i on aI l d t r I a cki ng of m ovi ng obj ect is pr 叩ose d b鹊ed on m m e eⅡl od of i Ina ge di f ! f .er en ce,pan i al opt i c al no w aI l d opt i c al obj ect i Ves m cl l i ng.A pr epr oces s i ng,也e i m ge at s a di f I - er enc e i s c al c ul a t ed.B t | l e y a e oV f l o w c oI I l put a t i on of m di f f e re nce i m ge m m i ng t a 玛et e a i s 脚 t i Vel y in m e es t i m ed t o get at a re bi I l ar y i m ge. a Wt Il i t he c l ust e r i ng m m e od t l l e s m l bl ocks i n m bi nar y i m ge ,w c h do no t bel ong t o t a 唱e t al e a m e el i I I l i n at ed.I f m a e s hape of m det ect ed t a 略et do esn ’t ch ang e l ar gel y ,t l l e m s ha pe t a昭e t i s c orr e c t e d by e m ovi ng obj ect s on a det ect e d叫get l aSt 铴l I ne i s t a ke n as t em at e.T pl hen or I I l at cm t ec l l I l ol ogy.B i t t he di s t ur b of 吐l e t a唱e t ng y bl ocki n参def o珊at i on our om er t l le t a唱e t caI l be el i I I l i nat ed.T exp er i m nt r e sul t s V i da t e t ll e ef !f;ec t of he al e now ; m t l l o d. e K ey w ds:hnage or di 虢r ent i al ;opt i cal Obj ect ∞acki ng; Cl ust er i I l g a11 al ys i s O 引 育 视频图像运动目标跟踪作为计算机视觉研究领域的核心课题之一,融合了图像处理、人工智能、模式识别、 自动控制以及计算机应用等若干领域的先进技术,并在视频监控、军事视觉制导、机器人视觉导航、安全检测、 收■日期I 2006_08. 19 作誊■介t 丛杨( 1981 .) ,男,吉林吉林人,硕士,主要从事实时图像处理和目标识别 面的研究. 增刊 丛杨等: 基于光流方程 和目标匹配的视 频图像目标跟 踪方法 313 交通流量监测等方面都有广泛的应用【l ’2l 。 差分方法是在运动目标检测中使用最多的一类算法。 它的突出特点是实现简单、运算速度快,在大多数情况下检 测效果较好。光流法是运动目标跟踪的有效方法,我们将 两者相结合,对图像序列进行处理,并将该算法应用到远 程视频监控中p∞J。 针对视频监控中的具体问题,首先对输入的图像序列 进行去噪处理,采用图像差分的方法求出运动目标可能存 在的矩形区域;然后求取这些矩形区域的局部光流;并对 求得的光流场进行聚类操作,消除小的区域,得到待识别目 标区域;如果这个区域发生突变,则利用模板匹配的方法 进行识别,否则,保存目标区 域模板。算法流程图见图1。 1图像差分 图1算法流程图 在对图像进行去噪等处理的基础上,利用图像差分的 方法求出目标潜在区域。差分的基本原理是将前后两帧图 Fi g.

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