[發明專利]基于三重粒子的粒子濾波視覺目標跟蹤方法

無效

• 申請號: 201210066298.7
• 申請日: 2012-03-15
• 公開（公告）號: CN102663770A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: 孫啟湲;李劉生;馬磊;劉俊麟
• 申請（專利權）人: 天津理工大學
• 主分類號: G06T7/20
• 分類號: G06T7/20
• 代理公司: 天津佳盟知識產權代理有限公司 12002
• 代理人: 李益書

1.一種基于三重粒子的粒子濾波視覺目標跟蹤方法，其特征在于該方法包括：

(1)確定目標位置，根據運動目標檢測結果確定目標范圍與目標中心，生成目標顏色直方圖Ch_prior作為目標先驗值；

(2)根據先驗分布p(x₀)，生成三組初始粒子集和三組粒子集包含粒子數分別為n₁、n₂、n₃，各粒子初始權值均為1/(n₁+n₂+n₃)，并設此時的時刻k＝1；

(3)根據狀態轉移模型修改三組粒子狀態；

(4)提取各個粒子所包含區域圖像像素的顏色直方圖，獲得目標觀測值，通過后驗概率分析即可獲得目標位置，輸出目標位置；

(5)粒子權值更新，比較目標先驗值與目標觀測值，得出粒子權值；

(6)后驗概率計算，輸出三組粒子集，得到后驗概率，由后驗概率估計出目標位置，輸出目標位置；

(7)重采樣，更新部分粒子；

(8)在k+1時刻返回第(3)步，循環操作。

2.根據權利要求1所述的三重粒子的粒子濾波方法，其特征在于，將普通粒子濾波算法中的粒子集中粒子分成三組，分別為和粒子集記為N₁，粒子數為n₁；粒子集記為N₂，粒子數為n₂；粒子集記為N₃，粒子數為n₃。粒子集N₁、N₂和N₃包含像素數目與包含像素形式不同，三組粒子集N₁、N₂、N₃分別按以下規則獲得：

N₁包含像素為{(x，y)|x＝x_i+a，y＝y_i+b其中a∈Z，b∈Z且0≤a≤w，0≤b≤h}；

N₂包含像素為{(x，y)|x＝x_i+2a，y＝y_i+2b其中a∈Z，b∈Z且0≤a≤w，0≤b≤h}；

N₃包含像素為{(x，y)|x＝x_i+a，y＝y_i+b其中a∈Z，b∈Z且0≤a≤w/2，0≤b≤h/2}；

其中，w和h分別為粒子集N₁中粒子寬度和粒子高度方向所占像素數量，且w和h均為偶數，(x_i，y_i)為第i個粒子左上點像素坐標，在N₁中i∈[1，n₁]，在N₂中i∈[1，n₂]，在N₃中i∈[1，n₃]。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于第(3)步所述的狀態轉移模型其中X_k為k時刻系統狀態，為k-1時刻i粒子狀態，狀態轉移模型為粒子在水平方向移動粒子自身寬度的s_w倍距離；在豎直方向移動粒子自身高度的s_h倍距離，s_w和s_h為給定區間(0，a)內隨機數，對于N₁、N₂、N₃不同粒子組s_w和s_h分別表示為和為了保證粒子在水平與豎直方向有相同的移動空間，和取值區間相同；和取值區間相同；和取值區間相同。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于第(4)步所述的獲得目標觀測值的方法是：

提取經第(3)步狀態轉移后的粒子所包含區域圖像像素的顏色直方圖Ch_observation作為目標觀測值，其中N₃粒子由于其長度和寬度所占像素量均為N₁和N₂粒子的一半，故對于N₃粒子，在采集顏色直方圖Ch^*_observation后，圖中對應各顏色值的像素數量應乘以4，即：

Ch_observation＝4·Ch^*_observation。