使用KLT算法的面部检测和跟踪

此示例显示如何使用要点自动检测和跟踪脸部。即使当人倾斜他或她的头部或朝向或远离相机，也可以跟踪面部的轨道。

介绍

目标检测和跟踪在许多计算机视觉应用中非常重要，包括活动识别、汽车安全和监控。在这个例子中，你将开发一个简单的人脸跟踪系统，将跟踪问题分为三个部分:

发现一张脸
识别面部特征来跟踪
追踪面部

发现一张脸

首先，你必须检测到脸部。使用愿景。CascadeObjectDetector目标，用于检测视频帧中人脸的位置。级联目标检测器使用Viola-Jones检测算法和训练的分类模型进行检测。默认情况下，检测器被配置为检测人脸，但它也可以用于检测其他类型的对象。

％创建级联检测器对象。faceDetector = vision.CascadeObjectDetector ();%读取视频帧并运行人脸检测器。VideoReader = Videoreader（“tilted_face.avi”);视频rame = ReadFrame（Videoreader）;bbox =步骤（FaceDetector，Videoframe）;%在检测到的面周围绘制返回的边框。视频rame = insertshape（视频rame，“矩形”, bbox);图;imshow (videoFrame);标题(“发现脸”);

图包含轴。具有标题检测的面部的轴包含类型图像的对象。

％将第一个框转换为4个点的列表%这是能够可视化对象旋转所需要的。bboxpoints = bbox2points（bbox（1，:)）;

要随着时间的推移跟踪面部，此示例使用Kanade-Lucas-Tomasi（KLT）算法。虽然可以在每个帧上使用级联对象检测器，但它是计算昂贵的。当受试者转向或倾斜他的头时，它也可能无法检测到面部。这种限制来自用于检测的训练分类模型的类型。该示例仅检测到面部一次，然后KLT算法在视频帧上跟踪面部。

识别跟踪的面部特征

KLT算法跟踪视频帧上的一组特征点。一旦检测找到面部，示例中的下一步骤识别可以可靠地跟踪的特征点。此示例使用Shi和Tomasi提出的标准，“跟踪良好功能”。

检测人脸区域的特征点。

点= detectMinEigenFeatures (rgb2gray (videoFrame),'roi', bbox);%显示检测点。人物,imshow (videoFrame)在， 标题（'检测到的功能');情节(点);

图包含轴。具有标题检测到功能的轴包含2个类型图像的对象，线。

初始化跟踪器以跟踪点

确定了特性点后，您现在可以使用愿景。PointTracker系统对象跟踪它们。对于前一帧中的每个点，点跟踪器试图在当前帧中找到相应的点。然后是estimateGeometricTransform2D函数用于估计旧点和新点之间的转换，旋转和比例。该变换应用于面部周围的边界框。

创建一个点跟踪器，并使双向误差约束使其在存在噪声和杂波时更鲁棒。

pointtracker = Vision.PointCracker（“MaxBidirectionalError”，2）;%初始化跟踪器与初始点位置和初始%的视频帧。点= points.Location;初始化(pointTracker点,videoFrame);

初始化一个视频播放器以显示结果

创建一个用于显示视频帧的视频播放器对象。

放像机=愿景。放像机(“位置”那......[100 100 [大小（视频帧，2），大小（视频帧，1）] + 30）;

追踪面部

跟踪帧到帧的点，并使用estimateGeometricTransform2D函数来估计脸部的运动。

将用于计算前一帧和当前帧中点之间的几何变换的点复制一份

oldPoints =点;而Hasfame（录像机）%得到下一帧视频rame = ReadFrame（Videoreader）;%跟踪这些点。注意，有些点可能会丢失。[点，isfound] =步骤（PointTracker，Videoframe）;visiblepoints = points（isfound，:);oderinliers = oldPoints（isfound，:);如果>= 1%至少需要2分%估计旧点之间的几何变换％和新点和消除异常值[XForm，InLieridX] = eStimateGeometricTransform2D（......oldInliers visiblePoints,“相似”那'maxdistance'4);oldInliers = oldInliers(inlierIdx，:);visiblePoints = visiblePoints(inlierIdx，:);％将转换应用于边界盒点bboxpoints = TransformPointSforward（XForm，BboxPoints）;％在被跟踪的对象周围插入边界框BboxPolygon = Rehape（BboxPoints'，1，[]）;视频rame = insertshape（视频rame，'多边形'bboxPolygon,......“线宽”，2）;%显示跟踪点视频rame = InsertMarker（视频帧，visiblepoints，“+”那......“颜色”那'白色的');％重置点oldPoints = visiblePoints;选点(pointTracker oldPoints);结尾％使用Video Player对象显示带注释的视频帧步骤（Videoplayer，Videoframe）;结尾%清理释放(放像机);