基于輪廓模型和AdaBoost算法的舞蹈人員跟蹤技術(shù)研究

宋紅蓮

摘 ?要： 燈光效果控制是舞臺(tái)演出表達(dá)藝術(shù)情感、營(yíng)造匹配氣氛的主要手段之一，特別是舞蹈人員的追光燈控制需要準(zhǔn)確的人體目標(biāo)檢測(cè)與跟蹤。因此，提出一種基于輪廓模型和AdaBoost算法的舞蹈人員跟蹤算法。首先在YCbCr顏色空間采用Canny算子實(shí)現(xiàn)人體輪廓模型的檢測(cè)，有效提高了跟蹤的魯棒性;然后采用基于級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)的AdaBoost算法實(shí)現(xiàn)人體目標(biāo)跟蹤，并對(duì)弱分類器的構(gòu)建與更新進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示相比其他算法，提出的跟蹤算法具有較高的魯棒性，并有效減少了在跟蹤過程中產(chǎn)生的誤差樣本，從而提高了長(zhǎng)時(shí)間跟蹤的精確度。

關(guān)鍵詞： 人體跟蹤; 目標(biāo)檢測(cè); 目標(biāo)跟蹤; 人體輪廓模型; 構(gòu)建分析; 跟蹤魯棒性

中圖分類號(hào)： TN911.73?34 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)： 1004?373X（2019）15?0051?03

Research on dancing people tracking technology based on

contout model and AdaBoost algorithm

SONG Honglian

（Department of Physical Education， Nanjing Forestry University， Nanjing 210037， China）

Abstract： Lighting effect control is one of the main means of expressing artistic emotions and creating a matching atmosphere in stage performances. In particular， the follow light control for dancers requires accurate detection and tracking of human targets. Therefore， a dancer tracking algorithm based on contour model and AdaBoost algorithm is proposed. The Canny operator is used to detect the human body contour model in the YCbCr color space， which can effectively improve the robustness of tracking. The AdaBoost algorithm based on cascade structure is used to realize human body target tracking. The construction and update of weak classifier are analyzed. The experimental results show that， in comparison with other algorithms， the proposed tracking algorithm has higher robustness and can effectively reduce the error samples generated during the tracking process， thus improving the accuracy of long?term tracking.

Keywords： human body tracking; target detection; target tracking; body contour model; structure analysis; tracking robustness

0 ?引 ?言

隨著娛樂文化產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，人們的娛樂生活形式發(fā)生了許多的變化，舞臺(tái)演出一直不斷推陳出新，積極滿足人們不斷增長(zhǎng)的文化和精神生活需求。燈光效果控制是舞臺(tái)演出表達(dá)藝術(shù)情感、營(yíng)造匹配氣氛的主要手段之一，特別是舞蹈人員的追光燈控制需要準(zhǔn)確的人體目標(biāo)檢測(cè)與跟蹤。傳統(tǒng)方式采用人工手動(dòng)控制跟蹤，但是費(fèi)時(shí)費(fèi)力，效果不夠理想。

人體檢測(cè)與跟蹤技術(shù)一直是計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域的熱門研究方向，能夠自動(dòng)識(shí)別和跟蹤舞蹈人員目標(biāo)。但是舞臺(tái)環(huán)境的復(fù)雜性和動(dòng)態(tài)性，使得該應(yīng)用領(lǐng)域?qū)θ梭w檢測(cè)與跟蹤技術(shù)的要求更高，要實(shí)時(shí)、穩(wěn)定地跟隨舞臺(tái)上舞蹈人員的運(yùn)動(dòng)，否則跟蹤效果不佳。目前研究人員已經(jīng)提出不少關(guān)于人體目標(biāo)檢測(cè)與跟蹤的算法。文獻(xiàn)[1]提出一種基于區(qū)域分割輪廓的運(yùn)動(dòng)人體跟蹤算法，在復(fù)雜的遮擋環(huán)境情況下具有較準(zhǔn)確和穩(wěn)定的表現(xiàn)。文獻(xiàn)[2]提出一種基于多模板回歸加權(quán)均值漂移的人體目標(biāo)跟蹤算法，通過目標(biāo)人體的位姿和角度改變構(gòu)建目標(biāo)模板輪廓集，具有較好的目標(biāo)檢測(cè)實(shí)時(shí)性。文獻(xiàn)[3]提出一種基于AdaBoost?STC和隨機(jī)森林的人眼跟蹤定位算法。文獻(xiàn)[4]提出一種基于似然圖和光流的實(shí)時(shí)AdaBoost級(jí)聯(lián)人臉跟蹤器。這兩種方法均有效地提高了跟蹤速度，且不會(huì)改變跟蹤精度。

通過上述研究分析得出，輪廓模型和AdaBoost算法分別在魯棒性和準(zhǔn)確性上表現(xiàn)出一定優(yōu)勢(shì)。因此，本文提出將兩者相結(jié)合來解決復(fù)雜舞臺(tái)環(huán)境下的舞蹈人員跟蹤問題。采用基于輪廓模型的檢測(cè)方式實(shí)現(xiàn)人體目標(biāo)檢測(cè)，有效提高了人體檢測(cè)的魯棒性，并通過基于級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)的AdaBoost算法實(shí)現(xiàn)人體目標(biāo)跟蹤。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明相比其他算法，本文提出的檢測(cè)與跟蹤算法具有較高的精確性和魯棒性，尤其是長(zhǎng)序列視頻的跟蹤穩(wěn)定性較好。