Захват и отслеживание удаленных объектов в видеопотоке
1
УДК 681.327.1
Захват и отслеживание удаленных объектов
в видеопотоке
© А.Н. Алфимцев, Н.А. Демин
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Россия
Рассмотрено пять алгоритмов захвата и отслеживания удаленных объектов в видео-
потоке: Лукаса – Канаде, шаблонов движений, сдвига среднего, Виолы – Джонса,
непрерывно адаптирующегося сдвига. Проведен сравнительный анализ данных
алгоритмов, выявлены их достоинства и недостатки. Проверена эффективность
и представлены результаты работы каждого алгоритма применительно к задаче
отслеживания удаленного объекта. Проведен анализ вероятностей возникновения
ошибок I и II рода при использовании алгоритмов. Рассмотрены особенности ал-
горитмов при обработке видеопотока. Выделены два наиболее подходящих алго-
ритма для захвата и отслеживания. Предложен интегральный алгоритм, исполь-
зующий возможности алгоритма Лукаса – Канаде и алгоритма Виолы – Джонса
для захвата и отслеживания удаленного объекта.
Ключевые слова:
захват объекта, отслеживание объекта, видеопоток, цифровое
изображение, распознавание образов.
Введение.
Использование электронно-вычислительных средств
цифровой обработки изображений способствует расширению функ-
циональных возможностей бытовых устройств. Стабилизация, авто-
матическая настройка экспозиции, отслеживание лиц и многие дру-
гие подобные задачи решаются этими устройствами в реальном
времени. Увеличение вычислительных мощностей процессоров поз-
воляет разработчику реализовывать все более сложные алгоритмы и
оснащать создаваемые устройства новыми функциями, практически
граничащими с ожидаемыми возможностями искусственного интел-
лекта. Одной из фундаментальных основ современной интеллекту-
альной обработки изображений является захват движения некоторого
объекта в видеопотоке и последующее его отслеживание.
Цифровое изображение
(кадр), получаемое видеокамерой в мо-
мент времени
t
и имеющее разрешение по вертикали
h
1600 пиксе-
лей, а по горизонтали
w
— 1200, обозначим
I
t
(
h
,
w
)
. Видеопоток
—
это последовательность цифровых изображений (кадров)
I
t
(
h
,
w
),
I
t+
1
(
h
,
w
), ...,
I
t
+
k
(
h
,
w
).
Под объектом понимается прямоугольная об-
ласть интересов
Ob
t
(
X
,
Y
), представленная множеством пикселей
цифрового изображения
I
t
(
h
,
w
), очерчивающих искомый объект, со-
держащая
X
пикселей по вертикали и
Y
по горизонтали.
Захватом
объекта
называется
выделение области интересов
Ob
t
(
X
,
Y
) на циф-
