目標跟蹤的塊跟蹤技術 1

2021-06-23 08:34:59 字數 2431 閱讀 1927

之前在點跟蹤技術中介紹了兩種不同的跟蹤理論。一種是假設每個特徵點在前後兩幀的亮度是不變的,這就是光流法,但是大部分實際跟蹤問題都不能完全滿足這個假設。另一種是承認每個點是可變的,但變化是極小的,而且該點周圍的乙個鄰域的變化都是極小的,於是把點跟蹤變成塊匹配問題。實際上大部分跟蹤方法是不提取特徵點,而直接針對整個物體所在的影象塊的(包含物體的矩形或其他規則形狀),提取整個影象塊的特徵,進行匹配或者其他檢測方法。

塊跟蹤技術中最基礎的方法是meanshift方法。

meanshift的應用方法一般是首先提取物體塊初始的顏色/亮度直方圖,然後根據該直方圖在之後的每一幀影象中尋找最相似的出現,即為物體的位置。

為了避免進行諸如滑動視窗之類的窮舉式搜尋,meanshift採用了一種貪心搜尋法。

meanshift並不是專為影象跟蹤設計的演算法,它是一種概率密度估計演算法。

將影象中所有畫素點為中心的影象塊與目標的相似度用密度函式來表示,目標是從任意位置開始向密度最高的位置移動。根據梯度法的原則,meanshift每次選擇沿梯度反方向移動。這個過程當中每次只需要計算上次起始點周圍乙個範圍內(視窗內)若干取樣點的密度,不需要計算整個影象所有畫素點的密度。

在實際應用中,opencv採用的是一種稱為camshift的變體方法。這種方法很難稱為「改進」,因為他的效果不見得比meanshift好,但是肯定比meanshift快,而且可以自適應的估計物體的形狀大小和方向。

camshift的關鍵是反向投影(backprojection)方法。

backprojection方法的介紹詳見

這種方法只能算是偽直方圖匹配法。舉個比較極端的例子,學習乙個半紅半藍的物體的直方圖,再去計算純紅色塊、純藍色塊和半紅半藍塊,它們的匹配度是相同的。物體的方向和大小是直接根據反向直方圖的零階、一階和二階矩用固定公式算出來的。可見這個方法是多麼不靠譜,不過它的計算速度絕對塊。真是影象處理無堅不破,唯快不破。

附上opencv的camshift使用方法

#include using namespace std;

using namespace cv;

enum status ;

status status = play;

bool showhist = false;

bool selectobject = false;

point origin;

rect selection;

size imgsz;

void onmouse(int evt, int x, int y, int, void*)

switch(evt)

}int main()

namedwindow("disp");

setmousecallback("disp", onmouse, 0);

mat frame, disp, hsv, mask, hue, hist, histimg = mat::zeros(200, 320, cv_8uc3), backproj;

int smin = 30;

int vmin = 10;

int vmax = 256;

int hsize = 16;

float hranges = ;

const float* phranges = hranges;

int iframe = 0;

while (1)

//get initial information

if (iframe == 0)

cvtcolor(frame, hsv, cv_bgr2hsv);

//ignore dark regions

inrange(hsv, scalar(0, smin, vmin), scalar(180, 256, vmax), mask);

//only hue information is used

int ch = ;

hue.create(hsv.size(), hsv.depth());

mixchannels(&hsv, 1, &hue, 1, ch, 1);

if (status != tracking)

if (status == tracking_init)

status = tracking;

} else

/* draw */

if (status == paused || status == play) else if (status == tracking)

if (showhist)

iframe++;

char key = waitkey(30);

if (key == 27)

break;

switch (key)

}}

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