周丹

【摘要】目標(biāo)跟蹤就是對(duì)一段視頻序列中的每幅圖像去尋找與目標(biāo)模板最相似的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，根據(jù)跟蹤方法的不同，大致可分為基于濾波理論的目標(biāo)跟蹤方法，基于均值漂移的目標(biāo)跟蹤方法和基于偏微分方程的目標(biāo)跟蹤方法；作為目標(biāo)跟蹤的一個(gè)重要方向，行人跟蹤技術(shù)在家居服務(wù)機(jī)器人、智能監(jiān)控，智能交通，輔助駕駛等方面有著廣泛的應(yīng)用前景。與普通的物體跟蹤相比，行人的非剛體性和多樣性等特點(diǎn)大大提高了有效跟蹤行人的難度。

【關(guān)鍵字】行人跟蹤 目標(biāo)跟蹤 軟件平臺(tái) 硬件平臺(tái)

一、引言

在計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域中，行人跟蹤是目標(biāo)跟蹤的一個(gè)重要研究熱點(diǎn)，其主要利用目標(biāo)的有效特征，使用適當(dāng)?shù)钠ヅ渌惴?，在圖像序列中尋找與模板最相似候選目標(biāo)的位置，在目標(biāo)跟蹤中主要的工作就是選擇好的目標(biāo)特征和采用適用的搜索算法。

目前人們?cè)谶\(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤領(lǐng)域已經(jīng)做了很多深入地研究和探索，并且提出了多種用于跟蹤的算法。行人跟蹤并不是孤立存在的，它與行為分析、姿態(tài)估計(jì)、場景分割等問題息息相關(guān)，因此具有極高的科研價(jià)值和商業(yè)價(jià)值。

二、行人跟蹤技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

如圖1所示，早在2006年開始就已經(jīng)出現(xiàn)了行人跟蹤技術(shù)的研究。2006-2010年之間的申請(qǐng)量保持平穩(wěn)發(fā)展，每年的申請(qǐng)量沒有太大變動(dòng)，2011-2013年的申請(qǐng)量逐步提高，且每一年較前一年的申請(qǐng)量都有很大的提高。

三、行人跟蹤技術(shù)解析

常見的行人跟蹤方法可分為基于軟件平臺(tái)的行人跟蹤方法和基于硬件平臺(tái)的行人跟蹤方法。

3.1基于軟件平臺(tái)的行人跟蹤方法

其與基于硬件平臺(tái)的行人跟蹤方法相比，實(shí)現(xiàn)比較簡單，在一定程度上提升了跟蹤算法的性能，因此在國內(nèi)也占據(jù)一定的申請(qǐng)量。

如南京大學(xué)的專利CN201110045978挖掘SIFT特征信息用于調(diào)整Mean-shift算法中核函數(shù)的帶寬和方向，實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的多自由度聯(lián)合跟蹤，天津大學(xué)的專利CN201210146627采用基于快速魯棒特征匹配的仿射運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤算法，以實(shí)現(xiàn)在復(fù)雜背景下對(duì)仿射運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的實(shí)時(shí)穩(wěn)健跟蹤，河海大學(xué)的專利CN201510357521將Kalman預(yù)測(cè)和Mean-shift算法融合，解決了Mean-shift算法跟蹤窗口固定不變和Kalman預(yù)測(cè)對(duì)目標(biāo)粘連敏感的技術(shù)問題。

3.2基于硬件平臺(tái)的行人跟蹤方法

基于硬件平臺(tái)的行人跟蹤方法與其他方法相比占絕對(duì)性的優(yōu)勢(shì)，是最近幾年高校和科研院所所研究的重點(diǎn)，同時(shí)也是公司企業(yè)發(fā)展的方向。

如中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所的專利CN201010615552利用FPGA并行運(yùn)算效率高的特點(diǎn)，提出了改進(jìn)的快速均值偏移算法使其滿足DSP的運(yùn)算速度要求，西安交通大學(xué)的專利CN200810017899提供一種基于FPGA實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)識(shí)別與跟蹤方法，具有高效的前端視覺處理能力，成都三泰電子實(shí)業(yè)股份有限公司的專利CN201010121006提供一種快速、易于實(shí)現(xiàn)的基于DSP的目標(biāo)檢測(cè)與跟蹤方法，以及實(shí)現(xiàn)方法的數(shù)字圖像處理系統(tǒng)。

四、結(jié)束語

通過對(duì)專利的分析可知基于硬件平臺(tái)的行人跟蹤方法由于實(shí)現(xiàn)比較困難在實(shí)際應(yīng)用中的運(yùn)用并不多，但由于其實(shí)時(shí)性較高，如何在不提高目標(biāo)跟蹤算法復(fù)雜性的前提下用硬件平臺(tái)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)跟蹤算法是未來的發(fā)展趨勢(shì)。