一种用于视觉跟踪的具有光照鲁棒性的色空间构建方法
专利汇可以提供一种用于视觉跟踪的具有光照鲁棒性的色空间构建方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种用于视觉 跟踪 的具有光照鲁棒性的色空间构建方法，根据RGB与HSI空间的定量转化公式，提出对H分量进行 帧 间保持的方法；根据有无彩色信息将图像 像素 点分成两大类，分别对其在HSI空间中的光照敏感分量进行校正与约束，并给出在RGB空间内实行的具体操作方法，从而构建出对光照具有鲁棒性的新色彩空间；将建立的新色彩空间运用于经典视觉跟踪 算法 。本发明能够使传统跟踪算法保持较高的稳定度和 精度 ，仅对色彩空间进行线性变化，不涉及跟踪算法本身的 修改 ，极大降低了方法整体计算复杂度，同时具备运算复杂度低、实时性好的特点。，下面是一种用于视觉跟踪的具有光照鲁棒性的色空间构建方法专利的具体信息内容。
1.一种用于视觉跟踪的具有光照鲁棒性的色空间构建方法，其特征在于步骤如下：
首先，根据RGB与HSI空间的定量转化公式，提出对H分量进行帧间保持的方法，即进行色调保持；
其次，根据有无彩色信息将图像像素点分成两大类，即彩色像素点和灰度像素点，分别对其在HSI空间中的光照敏感分量进行校正与约束，并给出在RGB空间内实行的具体操作方法，从而构建出对光照具有鲁棒性的新色彩空间；
最后，将建立的新色彩空间运用于经典视觉跟踪算法，证明其提升传统跟踪算法的抗光照变化能力；
将传统RGB色彩空间转换到HSI色彩空间的过程为：对于任意一幅24比特的基于RGB色空间显示的彩色数字图像而言，首先将R、G、B三个分量归一化到[0,1]区间范围，即：将这三个分量分别除以255；然后，其对应的HSI色空间中的H、S、I分量可按照下面的公式进行计算：
式中，R、G、B分别表示像素的红、绿、蓝分量，H、S、I分别表示像素的色调、饱和度、亮度分量，arctan(·)表示反正切操作，min(·)表示取极小值操作；
所述进行色调保持的步骤如下：首先，根据公式(1)中H、S、I与R、G、B之间的数学关系，在三个等式的等号右侧，若R、G、B三个分量同时发生平移或尺度变换，即三个分量同时加上同一个常数或乘以同一个不为0的常数，H的数值是不会发生任何改变的；然后，若某一像素具备H分量，则有且只有平移和尺度变换既能改变S和I分量的数值，又能够同时保证H分量的数值不变；最后，采用相同数值的平移因子或尺度缩放因子，对像素点的R、G、B同时进行平移或尺度变换，从而改变其对应的S与I分量数值，且保证H分量数值恒定。
2.根据权利要求1所述的用于视觉跟踪的具有光照鲁棒性的色空间构建方法，其特征在于对彩色像素点的S分量进行校正：首先，基于光照变化会改变像素饱和度数值的事实依据，将彩色像素点的S分量统一校正为1，即对于像素点饱和度的约束，从而消除饱和度干扰；然后，进行平移操作，设置平移因子δ，使用如下公式对S分量进行校正：
式中，R、G、B分别表示像素的红、绿、蓝分量，H、S、I分别表示像素的色调、饱和度、亮度分量，min(·)表示取极小值操作；最后，通过观察式(2)并结合彩色像素点R、G、B三个分量数值不可能全都相等的条件约束，得出δ的取值：
δ＝-min(R,G,B) (3)
式中，min(·)表示取极小值操作，即将原R、G、B三个分量分别减去它们的最小值，从而完成饱和度矫正。
3.根据权利要求1所述的用于视觉跟踪的具有光照鲁棒性的色空间构建方法，其特征在于对彩色像素点的I分量进行校正：首先，基于光照变化会改变像素亮度数值的事实依据，将彩色像素点的I分量统一校正为常数α，即对像素点亮度的约束，从而消除亮度干扰；
然后，进行尺度缩放操作，设置尺度因子β，使用如下公式对I分量进行校正：
式中，R、G、B分别表示像素的红、绿、蓝分量，H、S、I分别表示像素的色调、饱和度、亮度分量，δ为平移因子，α为常数，β为尺度因子；最后，根据式(4)解出尺度因子的数值：
式中， 即将R、G、B分量分别乘以β，从而完成亮度校正。
4.根据权利要求1所述的用于视觉跟踪的具有光照鲁棒性的色空间构建方法，其特征在于对灰度像素点进行统一映射：首先，基于灰度像素点R＝G＝B,不具备H信息，且S＝0的事实，得出其仅有I分量随着光照而变化，只需针对其I分量进行修正即可消除光照影响的结论；然后，与对彩色像素点的S分量进行校正的步骤内容相统一，将I分量人为置成常数即可，即将所有RGB空间亮度轴上的灰度像素点均映射到同一点，至此，新色彩空间构建完毕。
5.根据权利要求1所述的用于视觉跟踪的具有光照鲁棒性的色空间构建方法，其特征在于将新色彩空间直接运用于视觉跟踪算法：首先，选取四种典型的基于特征分布的经典视觉跟踪算法，即均值漂移MS算法、粒子滤波PF算法、连续自适应均值漂移CS算法和混合均值漂移-粒子滤波MSPF算法作为测试工具；然后，在光照连续变化的场景下，采用彩色CCD相机对一辆运动的红色模型小车拍摄共计200帧图像作为测试视频；接着，将RGB色彩空间作为上述四种跟踪算法的特征空间，对红色小车进行跟踪；再者，利用色空间替换RGB空间，使用同样的四种算法对小车进行跟踪，得到跟踪结果对比图；最后，用定量指标CR来衡量各跟踪结果的精度，CR定义为：
式中，AC表示原图像中通过人工事先标注出来的标准跟踪结果，AR表示跟踪算法得出的实际跟踪结果，∩表示两块区域的重叠面积。
一种用于视觉跟踪的具有光照鲁棒性的色空间构建方法
技术领域
背景技术
发明内容
附图说明
具体实施方式
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