CN103679155A - 多目标自动跟踪系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种多目标自动跟踪方法，其包括：A、老师跟踪机触发，启动人脸检测跟踪，找到监控区域的人脸目标，并根据人脸目标进行视频监视录制，同时将特征跟踪区域内图像保存下来；B、实时检测监控区域内的人脸数量，如果始终是一个人脸，则重复步骤A，如果监控区域内识别出两个以上的人脸时，则启动运动目标特征跟踪；C、参照步骤A中保存下来的特征跟踪区域的信息，寻找到当前图像中与前面保存的特征跟踪区域的信息最匹配的聚类点，并根据聚类点所在位置重新确认目标所在位置，将聚类点所在位置作为目标所在位置，调整老师跟踪机，对聚类点所在位置进行视频监视录制。
Description
技术领域
本发明公开一种监控对象识别方便，特别是一种多目标自动跟踪方法。
背景技术
随着视频监控技术的不断发展，视频监控的应用领域也越来越广，教育行业中也逐渐引入视频监控技术，以对教学质量和课堂效果等进行监控。教育行业中，对于课程录制一般都有学生和老师等多个机位进行跟踪录制的。现有的教育行业中的视频录制时老师跟踪算法都是基于人脸识别技术或者轮廓识别技术对教师位置进行识别跟踪，图像算法识别跟踪范围内的人脸目标，识别到目标后，摄像机会跟着这个目标移动，实现自动跟踪。但是，现实课程中，讲台环境不可能会一直只有一个人脸目标。例如，投影的ppt中有检测到人脸目标，多个人在讲台上，讲台背景上面有误识别的目标等等。当讲台上出现多个目标时，现有的算法无法区分哪个是真正的跟踪目标，极有可能会取错目标，导致跟踪失败，这样的课程录制下来效果是非常不好的。
发明内容
针对上述提到的现有技术中的本发明提供了一种新的跟踪方法，在多目标出现时，启用目标特征聚类追踪法，锁定特征目标进行跟踪，解决了多目标出现时跟踪错误问题。本发明就在现有技术基础上，当多目标出现时，新增一个运动目标特征追踪方法，锁定一个运动目标特征进行跟踪，这样即便图像中有多个目标，也不会跟踪错误，非常有效的提高了课程录制效果。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种多目标自动跟踪方法，该方法包括下述步骤：
A、老师跟踪机触发，启动人脸检测跟踪，找到监控区域的人脸目标，并根据人脸目标进行视频监视录制，同时将特征跟踪区域内图像特征（即图像内显示内容的特征）保存下来；
B、实时检测监控区域内的人脸数量，如果始终是一个人脸，则重复步骤A，如果监控区域内识别出两个以上的人脸时，则启动运动目标特征跟踪；
C、参照步骤A中保存下来的特征跟踪区域的信息，寻找到当前图像中与前面保存的特征跟踪区域的信息最匹配的聚类点，并根据聚类点所在位置重新确认目标所在位置，将聚类点所在位置作为目标所在位置，调整老师跟踪机，对聚类点所在位置进行视频监视录制。
一种多目标自动跟踪系统，该系统包括：
A、人脸检测模块：用于检测监控区域内的人脸信息；
B、特征识别模块：当监控区域内出现两个人脸信息时，特征识别模块识别特征跟踪区域内的特征信息，并找到当前图像中，与前面保存的特征跟踪区域的信息最匹配的聚类点，将聚类点位置作为目标所在位置；
C、目标跟踪模块：当监控区域内只有一个人脸信息时，将摄像机对准人脸信息所在位置；当监控区域内识别出两个以上的人脸信息时，将摄像机对准聚类点位置；
D、视频录制模块：对目标跟踪模块跟踪区域进行视频监控录像。
本发明解决其技术问题采用的技术方案进一步还包括：
所述的步骤C后面还包括有步骤D，特征追踪的同时，每隔一段设定的时间或每帧进行一次人脸检测，当在一定时间内都发现监控区域内只有一个跟踪目标时，则关闭特征追踪，只启用人脸检测，并根据人脸检测的结果进行跟踪。
所述的特征跟踪区域为讲桌上方至黑板或投影幕下方之间的位置。
所述的特征跟踪区域呈长条形，整体长度是整个视频的宽度。
本发明的有益效果是：本发明能够弥补讲台上出现多目标时，跟踪很可能跟错的问题，在老师触发时就锁定了特征目标，当多目标出现时，根据这个特征来进行匹配目标，实现了多目标检测依然准确的跟踪方案，非常有效的提高了视频录制效果。
下面将结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
附图说明
图1为本发明系统流程图。
具体实施方式
本实施例为本发明优选实施方式，其他凡其原理和基本结构与本实施例相同或近似的，均在本发明保护范围之内。
本发明的核心原理是尽量在监控区域选取背景相对干净的地方作为特征跟踪区域，利用特征跟踪算法在选定的特征跟踪区域内进行跟踪，从而找到最佳匹配点作为跟踪目标，通过教师监控摄像机对跟踪目标进行跟踪摄制及视频录制，本实施例中，选定监控摄像机选取图像中的讲桌上方至黑板或投影幕下方之间的位置（如果黑板或投影幕下边沿位于讲桌上边缘下方，则可在讲桌上边缘上边选取适当位置作为特增跟踪区域）选定一个长条形区域作为特征跟踪区域，且特征跟踪区域平行于黑板设置，其整体长度通常与讲台长度相同，或根据实际需要具体选定，本实施例中，其整体长度是整个视频的宽度。
本发明中的多目标自动跟踪方法具体包括下述步骤：
A、老师跟踪机（即专门监视讲台区域的监控器）触发，启动人脸检测跟踪，找到监控区域的人脸目标（人脸识别技术可采用常规技术中的常用人脸识别技术），并根据人脸目标进行视频监视录制，同时将特征跟踪区域内图像保存下来；
B、实时检测监控区域内的人脸数量，如果始终是一个人脸，则重复步骤A，如果监控区域内识别出两个以上的人脸时，则启动运动目标特征跟踪；
C、参照前面保存下来的特征跟踪区域的信息（可将其称为特征信息），寻找到当前图像中与前面保存的特征跟踪区域的信息最匹配的聚类点（可以认为就是一个特征相似的集中点,也可认为是一个特征匹配点，比如可以用现有的meanshift运动图像跟踪技术来做这个聚类点的寻找，聚类分析又称群分析，它是研究（样品或指标）分类问题的一种统计分析方法。聚类（Cluster）分析是由若干模式（Pattern）组成的，通常，模式是一个度量（Measurement）的向量，或者是多维空间中的一个点。聚类分析以相似性为基础，在一个聚类中的模式之间比不在同一聚类中的模式之间具有更多的相似性。），并根据聚类点所在位置重新确认目标所在位置，将聚类点所在位置作为目标所在位置，调整老师跟踪机，对聚类点所在位置进行视频监视录制（本发明中将其定义为特征追踪），本实施例中的监视位置是：水平方向取特征检测到的位置，高度的话就采用上一次人脸检测的高度，因为监视区域实际在人大致的腰部或者胸部；
D、特征追踪的同时，可以选择隔一段设定的时间（本实施例中，设定时间可以根据实际情况来定，其是一个阈值，本实施例中，取每10帧检测一次）进行一次人脸检测，也可以每帧都进行检测人脸，当在一定时间（本实施例中，可以根据实际情况来定，其是一个阈值，目前本实施例中是每10帧检测一次，当连续3次都检测到只有一个人脸目标时，就认为现在整个图像内就只有一个人脸，就关闭特征检测,启用人脸检测跟踪)内都发现监控区域内只有一个跟踪目标（即仅能识别出一个人脸）时，则关闭特征追踪，只启用人脸检测，并根据人脸检测的结果进行跟踪（即重复步骤A）。
本发明同时保护一种多目标自动跟踪系统，该系统主要包括：
A、人脸检测模块：用于检测监控区域内的人脸信息；
B、特征识别模块：当监控区域内出现两个人脸信息时，特征识别模块识别特征跟踪区域内的特征信息，并找到当前图像中，与前面保存的特征跟踪区域的信息最匹配的聚类点，将聚类点位置作为目标所在位置；
C、目标跟踪模块：当监控区域内只有一个人脸信息时，将摄像机对准人脸信息所在位置；当监控区域内识别出两个以上的人脸信息时，将摄像机对准聚类点位置；
D、视频录制模块：对目标跟踪模块跟踪区域进行视频监控录像。
本发明能够弥补讲台上出现多目标时，跟踪很可能跟错的问题，在老师触发时就锁定了特征目标，当多目标出现时，根据这个特征来进行匹配目标，实现了多目标检测依然准确的跟踪方案，非常有效的提高了视频录制效果。
Claims (5)
1.一种多目标自动跟踪方法，其特征是：所述的方法包括下述步骤：
A、老师跟踪机触发，启动人脸检测跟踪，找到监控区域的人脸目标，并根据人脸目标进行视频监视录制，同时将特征跟踪区域内图像特征保存下来；
B、实时检测监控区域内的人脸数量，如果始终是一个人脸，则重复步骤A，如果监控区域内识别出两个以上的人脸时，则启动运动目标特征跟踪；
C、参照步骤A中保存下来的特征跟踪区域的信息，寻找到当前图像中与前面保存的特征跟踪区域的信息最匹配的聚类点，并根据聚类点所在位置重新确认目标所在位置，将聚类点所在位置作为目标所在位置，调整老师跟踪机，对聚类点所在位置进行视频监视录制。
2.根据权利要求1所述的多目标自动跟踪方法，其特征是：所述的步骤C后面还包括有步骤D，特征追踪的同时，每隔一段设定的时间或每帧进行一次人脸检测，当在一定时间内都发现监控区域内只有一个跟踪目标时，则关闭特征追踪，只启用人脸检测，并根据人脸检测的结果进行跟踪。
3.根据权利要求1或2所述的多目标自动跟踪方法，其特征是：所述的特征跟踪区域为讲桌上方至黑板或投影幕下方之间的位置。
4.根据权利要求1或2所述的多目标自动跟踪方法，其特征是：所述的特征跟踪区域呈长条形，整体长度是整个视频的宽度。
5.一种多目标自动跟踪系统，其特征是：所述的系统包括：
A、人脸检测模块：用于检测监控区域内的人脸信息；
B、特征识别模块：当监控区域内出现两个人脸信息时，特征识别模块识别特征跟踪区域内的特征信息，并找到当前图像中，与前面保存的特征跟踪区域的信息最匹配的聚类点，将聚类点位置作为目标所在位置；
C、目标跟踪模块：当监控区域内只有一个人脸信息时，将摄像机对准人脸信息所在位置；当监控区域内识别出两个以上的人脸信息时，将摄像机对准聚类点位置；
D、视频录制模块：对目标跟踪模块跟踪区域进行视频监控录像。
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