[發(fā)明專利]一種復(fù)雜背景下運(yùn)動(dòng)目標(biāo)相關(guān)匹配跟蹤方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210365935.0
• 申請日: 2012-09-27
• 公開（公告）號: CN103700115A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮雪;崔述金;王楠;石春雷
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航天科工集團(tuán)第二研究院二O七所
• 主分類號: G06T7/20
• 分類號: G06T7/20;H04N7/18
• 代理公司: 核工業(yè)專利中心 11007
• 代理人: 高尚梅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的光電跟蹤技術(shù)，具體涉及一種復(fù)雜背景下運(yùn)動(dòng)目標(biāo)相關(guān)匹配跟蹤方法。

背景技術(shù)

基于模板匹配方法的跟蹤是一種逐個(gè)像素比較的方法，其基本思想是將已知的對象作為模板在所采集的圖像上進(jìn)行平移，計(jì)算對象與子圖像的相關(guān)值，相關(guān)值最大的認(rèn)為是所要跟蹤的對象。傳統(tǒng)的相關(guān)匹配方法中是將模板的大小和形狀看作保持不變的，而實(shí)際上兩者總是變化的。當(dāng)目標(biāo)靠近或是遠(yuǎn)離攝像機(jī)，亦或攝像機(jī)視場變化時(shí)，目標(biāo)會(huì)變大或變小，而模板尺寸保持不變就可能造成兩個(gè)問題：一是目標(biāo)變小時(shí)，模板中會(huì)引入多于目標(biāo)的背景像素；二是目標(biāo)變大時(shí)，模板中只存在小部分目標(biāo)，將沒有足夠的目標(biāo)像素用來區(qū)分目標(biāo)與背景。由于這兩個(gè)問題，模板將容易與背景相匹配，而使目標(biāo)跟蹤的誤警率上升，導(dǎo)致目標(biāo)跟蹤失敗。

在圖像相關(guān)跟蹤系統(tǒng)中，模板的更新機(jī)制是一個(gè)非常重要的技術(shù)關(guān)鍵，將直接影響目標(biāo)跟蹤性能：若更新頻率過低，則模板跟不上目標(biāo)的變化；若更新過于頻繁，又容易受到光照和噪聲的影響而引入誤差，并使誤差不斷地累積，從而導(dǎo)致跟蹤窗口的漂移。所以模板不能輕易地更新，必須選擇適宜的模板更新準(zhǔn)則，使目標(biāo)跟蹤持續(xù)而穩(wěn)定。

早期的模板匹配方法對于對象尺寸的變化和旋轉(zhuǎn)的情況較難處理，于是有了變形模板匹配來處理這些問題。此外為了減少模板匹配的計(jì)算量，需要利用一些先驗(yàn)知識來減少需要匹配的位置，或者利用降低分辨率的方法以加快方法的運(yùn)算速度。當(dāng)前亟需的是一種應(yīng)用于復(fù)雜背景下的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)匹配跟蹤方法，選取形狀、特征點(diǎn)和慣量特征等構(gòu)建相關(guān)函數(shù)，通過選取相關(guān)函數(shù)并計(jì)算相關(guān)值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種復(fù)雜背景下運(yùn)動(dòng)目標(biāo)相關(guān)匹配跟蹤方法，通過在相關(guān)匹配跟蹤的不同階段采取針對性的處理方法，解決在真實(shí)環(huán)境中發(fā)生目標(biāo)遮擋、目標(biāo)姿態(tài)及尺寸變化、光線變化等情況時(shí)如何實(shí)現(xiàn)有效跟蹤的問題。

為了實(shí)現(xiàn)這一目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：

一種復(fù)雜背景下運(yùn)動(dòng)目標(biāo)相關(guān)匹配跟蹤方法，應(yīng)用于在真實(shí)環(huán)境中發(fā)生目標(biāo)遮擋、目標(biāo)姿態(tài)及尺寸變化、光線變化情況下的目標(biāo)跟蹤，跟蹤目標(biāo)大小大于5×5像素，相關(guān)匹配跟蹤方法分為目標(biāo)模板尺寸變化準(zhǔn)則、目標(biāo)模板更新準(zhǔn)則兩個(gè)部分；

（1）目標(biāo)模板尺寸變化準(zhǔn)則方法流程：

根據(jù)前一幀原始模板按比例計(jì)算出放大模板和縮小模板，設(shè)置三種縮放比例的模板——原始模板、放大模板、縮小模板；

Step1.用設(shè)置好的三種模板與實(shí)時(shí)采集的當(dāng)前圖像進(jìn)行匹配，計(jì)算分別針對三種模板的匹配度c₀、c₁、c₂，計(jì)算公式如下：