第5期 王杰，等：基于投影直方图匹配的双目视觉跟踪算法 ·779. x (b)测试目标2 图7基于投影直方图匹配的目标跟踪算法 Fig.7 Experiments of object tracking based on projection histogram matching 2双目视觉跟踪 会存在的直线位置，即可重新搜索到目标。如此以 来，既提高了双目视觉系统中目标跟踪的运算速度， 双目视觉跟踪除了要在双目视频序列中同步、 又提高了跟踪的准确性和可靠性。 实时和准确跟踪目标外，还应完成双目图像中的目 双目视觉系统中，在极线几何与运动一致性准 标配准工作。传统的方式是在同时获取的双目图像 则引导下，利用直方图匹配的目标跟踪算法实现步 中独立检测和跟踪目标，而后再根据目标的自身特 骤如下： 征及双目视觉的结构关系完成目标的配准工作。然 1)在双目图像中人工辅助标定跟踪目标，并分 而，目标在双目图像中的稳定几何关系，可用来引导 别提取双目图像中的目标投影直方图。 双目视觉中目标的搜索范围，将目标的跟踪与配准 2)初始化右视觉为主视觉，则左视觉为在副视 2个工作合二为一。假设，当在一个右视觉中准确 觉。主视觉踪利用1.2.2所述算法检测并跟踪目 跟踪到目标，利用双目视觉的极线几何原理，将目标 标。若主视觉中目标丢失，则将主副视觉相切换，重 在左视觉中的位置限定在一条直线上。再结合目标 新执行此步骤。 运动的一致性约束，目标在左视觉中的位置限定在 3)根据2)跟踪到的目标位置，利用极线几何原 一个很小的范围内。在左视觉中检测出的图像即是 理，计算目标在副视觉中对应的极线，同时根据运动 已经与右视觉配准后的目标，提高了双目视觉系统 致性约束，将目标限制到极线很小的范围内。利 中目标跟踪和配准的运算速度。另外，当目标在其 用1.2.2所述算法精确检测并跟踪目标。 中的任意一个视觉中跟踪失败时，根据另一个视觉 双目视觉跟踪算法实现流程图如图8所示。 中的目标位置，利用极线几何原理可计算出目标必 根据目标运 利用投影直 主视觉 方图匹配准 判断目标 Y 动连续估算 更新模板并 日标搜索范围 则搜索目标 是否存在 计算目标重心 N 适当扩大目 是否已切 同步获 标搜索范围 N 大搜索 取双目 视觉图像 副视觉互换 计算重心在副 视觉图像中对 成的极线 根据目标运动 根据极线约束 利用投影直 更新模板并 完成目标 判断目材 副视觉 连续性估算日 准则进一步缩 方图匹配准 是否存在 精确计算 跟踪与 标搜索范围 小搜索范围 则搜索目标 目标重心 匹配任务 适当扩大 搜索范围 图8双目视觉跟踪算法实现流程 Fig.8 The flow chart of object tracking in binocular vision（ｂ）测试目标 ２ 图 ７ 基于投影直方图匹配的目标跟踪算法 Ｆｉｇ．７ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ ｏｆ ｏｂｊｅｃｔ ｔｒａｃｋｉｎｇ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ ｈｉｓｔｏｇｒａｍ ｍａｔｃｈｉｎｇ ２ 双目视觉跟踪 双目视觉跟踪除了要在双目视频序列中同步、 实时和准确跟踪目标外，还应完成双目图像中的目 标配准工作。 传统的方式是在同时获取的双目图像 中独立检测和跟踪目标，而后再根据目标的自身特 征及双目视觉的结构关系完成目标的配准工作。 然 而，目标在双目图像中的稳定几何关系，可用来引导 双目视觉中目标的搜索范围，将目标的跟踪与配准 ２ 个工作合二为一。 假设，当在一个右视觉中准确 跟踪到目标，利用双目视觉的极线几何原理，将目标 在左视觉中的位置限定在一条直线上。 再结合目标 运动的一致性约束，目标在左视觉中的位置限定在 一个很小的范围内。 在左视觉中检测出的图像即是 已经与右视觉配准后的目标，提高了双目视觉系统 中目标跟踪和配准的运算速度。 另外，当目标在其 中的任意一个视觉中跟踪失败时，根据另一个视觉 中的目标位置，利用极线几何原理可计算出目标必 会存在的直线位置，即可重新搜索到目标。 如此以 来，既提高了双目视觉系统中目标跟踪的运算速度， 又提高了跟踪的准确性和可靠性。 双目视觉系统中，在极线几何与运动一致性准 则引导下，利用直方图匹配的目标跟踪算法实现步 骤如下： １）在双目图像中人工辅助标定跟踪目标，并分 别提取双目图像中的目标投影直方图。 ２）初始化右视觉为主视觉，则左视觉为在副视 觉。 主视觉踪利用 １． ２． ２ 所述算法检测并跟踪目 标。 若主视觉中目标丢失，则将主副视觉相切换，重 新执行此步骤。 ３）根据 ２）跟踪到的目标位置，利用极线几何原 理，计算目标在副视觉中对应的极线，同时根据运动 一致性约束，将目标限制到极线很小的范围内。 利 用 １．２．２ 所述算法精确检测并跟踪目标。 双目视觉跟踪算法实现流程图如图 ８ 所示。 图 ８ 双目视觉跟踪算法实现流程 Ｆｉｇ．８ Ｔｈｅ ｆｌｏｗ ｃｈａｒｔ ｏｆ ｏｂｊｅｃｔ ｔｒａｃｋｉｎｇ ｉｎ ｂｉｎｏｃｕｌａｒ ｖｉｓｉｏｎ 第 ５ 期 王杰，等：基于投影直方图匹配的双目视觉跟踪算法 ·７７９·