[發明專利]基于多特征自適應融合和核相關濾波技術的目標跟蹤方法

在審

• 申請號: 201710355503.4
• 申請日: 2017-05-19
• 公開（公告）號: CN107316316A
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發明（設計）人: 練智超;劉忠耿;李楊;濮柯佳;肖亮
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G06T7/246
• 分類號: G06T7/246;G06T7/262;G06T7/269;G06K9/62
• 代理公司: 南京理工大學專利中心32203
• 代理人: 薛云燕

1.一種基于多特征自適應融合和核相關濾波技術的目標跟蹤方法，其特征在于，包括以下幾個步驟：

步驟1，輸入第t幀圖像，如果t＝1則進入步驟6，否則進入下一步；

步驟2，根據第t-1幀跟蹤的目標位置p_t-1和尺度s_t-1，獲得目標運動的候選區域z_t；

步驟3，提取候選區域z_t的梯度方向直方圖和顏色特征，將兩種特征進行融合，然后進行快速傅立葉變換，得到特征圖譜其中^表示離散傅立葉變換；

步驟4，根據目標前一幀的特征圖譜計算核互相關

步驟5，分別檢測位置濾波器和尺度濾波器的輸出相應圖譜中最大值對應的位置，確定目標在當前幀的位置p_t和尺度s_t；

步驟6，根據第t幀的目標位置p_t和尺度s_t，獲得目標區域x；

步驟7，提取目標區域x_t的梯度方向直方圖和顏色特征，將兩種特征進行融合，然后進行快速傅立葉變換，得到特征圖譜

步驟8，根據特征圖譜計算核自相關

步驟9，設計自適應的目標響應圖譜訓練位置濾波器和尺度濾波器模型；

步驟10，如果t＝1則進入步驟11，否則進入步驟12；

步驟11，使用線性插值方法更新特征圖譜和相關濾波器并進入步驟12；

步驟12，輸出目標跟蹤結果，令t＝t+1然后返回步驟1進行下一幀圖像的跟蹤。

2.根據權利要求1所述的基于多特征自適應融合和核相關濾波技術的目標跟蹤方法，其特征在于，步驟3和步驟7所述的將兩種特征進行融合，具體如下：

(3.1)根據尺寸4M*4N的圖像區域I，在9個方向提取梯度方向直方圖，采用的單元尺寸4*4，然后經過主成分分析降維后，得到31維的尺寸M*N的特征圖譜；

(3.2)將尺寸4M*4N的圖像區域I縮放至M*N，提取11維的顏色特征；

(3.3)將(3.1)和(3.2)提取的特征融合，得到42維的尺寸M*N的特征圖譜。

3.根據權利要求1所述的基于多特征自適應融合和核相關濾波技術的目標跟蹤方法，其特征在于，步驟4所述的計算核互相關和步驟8所述的計算核自相關，具體如下：

(4.1)采用的是高斯核，公式如下：

其中，k(x,x′)表示為兩個特征圖譜x和x′計算的高斯核，exp(.)表示為e指數函數，σ為高斯函數的標準差，取值為0.5，||.||²表示為向量或矩陣的2范式；

(4.2)計算核相關，公式如下：

其中，k^xx′表示特征圖譜x和x′的核相關，exp(.)為e指數函數，σ為高斯函數的標準差，取值為0.5，||.||²為向量或矩陣的2范式，為離散傅立葉變換的逆變換，*為復共軛，^為離散傅立葉變換，為兩個矩陣對應元素相乘。