[發明專利]一種基于征點輔助的時空上下文目標跟蹤方法

有效

• 申請號: 201711098719.3
• 申請日: 2017-11-09
• 公開（公告）號: CN108022254B
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發明（設計）人: 翟敬梅;劉坤
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G06T7/246
• 分類號: G06T7/246;G06T7/269;G06T7/194
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

1.一種基于特征點輔助的時空上下文目標跟蹤方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1，在初始幀選擇目標框，并初始化時空上下文模型和目標特征點模型；

S2，在下一幀中利用特征點匹配和光流跟蹤方法進行目標特征點跟蹤，并通過聚類得到目標特征點集，獲得目標預估位置區域；

S3，在目標預估位置區域建立局部上下文外觀模型，再計算與時空上下文模型的相關性獲得置信圖，在置信圖最大值位置獲得目標最終位置；

S4，根據跟蹤結果，結合目標特征點數變化率來判斷目標遮擋程度，控制時空上下文模型更新；

所述步驟S4中，所述時空上下文模型更新的機制具體包括：

在時空上下文模型中引入更新率調節參數ω_t實時修正更新率為ρω_t：

式中為第t+1幀的時空上下文模型，為第t幀的時空上下文模型，ρ為更新率參數，λ_t表示第t幀中目標特征點個數與初始未遮擋時目標特征點個數的比值，μ為微調參數；當比值小于0.3時遮擋很嚴重，此時更新率調節參數ω_t為0，模型不再更新；當比值小于0.7且大于等于0.3時為中度遮擋，μ取0.375對更新率調節參數ω_t進行微調；比值大于等于0.7時為輕微遮擋，更新率調節參數ω_t等于比值。

2.根據權利要求1所述基于特征點輔助的時空上下文目標跟蹤方法，其特征在于，所述步驟S1中，所述目標特征點模型的初始化過程步驟具體包括：

針對初始幀圖像，進行FAST特征點檢測，根據特征點在初始目標框內外，分離出前景和背景部分的特征點，同時生成前景和背景特征點的BRISK特征描述子，并獲得如下的目標特征點模型：

其中r_i是特征點i在初始幀的位置，r_i∈R²，f_i∈{0，1}^d為其對應的二進制特征描述子，d表示特征維數，flag為標志位，0、1分別表示背景點與前景點，N_O代表目標O特征點總數，采用多個高低閾值進行FAST特征點提取，選擇最佳閾值確定初始化目標特征點個數。

3.根據權利要求1所述基于特征點輔助的時空上下文目標跟蹤方法，其特征在于，所述步驟S2中，采用光流跟蹤方法進行目標特征點跟蹤的步驟具體包括：

采用光流對特征點進行連續跟蹤，在I_t幀中利用金字塔Lucas-Kanada光流法計算I_t-1幀中前景特征點P_t-1在I_t幀中的對應點P_t，再對I_t幀中對應點P_t計算逆向光流尋找其在I_t-1幀中的對應點P^*_t-1，在P_t中剔除前向或逆向光流中未匹配的點和||P_t-1-P^*_t-1||大于閾值的點，獲得有效的跟蹤點T_t。