[發明專利]一種面向資源受限環境的目標跟蹤方法及裝置

有效

• 申請號: 201810339409.4
• 申請日: 2018-04-16
• 公開（公告）號: CN108875547B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: 葛仕明;羅朝
• 申請（專利權）人: 中國科學院信息工程研究所
• 主分類號: G06V20/52
• 分類號: G06V20/52;G06V20/40;G06K9/62;G06V10/75
• 代理公司: 北京君尚知識產權代理有限公司 11200
• 代理人: 余長江

本發明提供一種面向資源受限環境的目標跟蹤方法及裝置，該方法的步驟包括：提取視頻流當前幀的上一幀的目標位置的圖像特征，根據該圖像特征構建目標模板T1；提取當前幀對應于上一幀的目標位置處的圖像特征，根據該圖像特征構建目標模板T2；將目標模板T1和目標模板T2進行模板匹配，獲得一個輸出響應；找出輸出響應的最大值，其為當前幀與上一幀之間的目標偏移位置，根據該目標偏移位置獲得當前幀的目標位置；提取當前幀的目標位置的圖像特征，根據該圖像特征構建目標模板T3，將該目標模板T3替換目標模板T2，用于跟蹤下一幀的目標位置，實現該視頻流的目標跟蹤。

技術領域

本發明涉及數字圖像處理和計算機視覺領域，特別是涉及一種面向資源受限環境的目標跟蹤方法及裝置。

背景技術

目標跟蹤技術是計算機視覺領域研究的熱點內容之一，在武器制導、軍事偵查、先進輔助駕駛系統、自動駕駛、機器人導航、視頻監控、人機交互及虛擬現實技術中都有廣泛的應用，具有重要的研究意義。

由于應用場景的限制(設備安裝空間、設備發熱控制、惡劣自然條件等)，這些應用大多都部署在能源、計算、存儲等資源嚴重受限的硬件平臺上。同時這些應用絕大多數對跟蹤性能有嚴苛的要求，系統必須同時兼具實時、準確和魯棒。以武器制導系統為例，實時要求系統具備高速處理能力，能在第一時間發現目標，鎖定目標，否則戰機稍瞬即逝；準確要求系統具備極高的跟蹤精度，不能有絲毫偏差，能夠百發百中；魯棒要求系統能在極端復雜的環境下準確無誤穩定的運行，具備全天候做戰能力。

在資源嚴格受限的條件下，當前主流目標跟蹤方法，如KCF、TLD，占用存儲大，處理速度慢，難以實現高效能的目標跟蹤。

發明內容

本發明的目的是提供一種面向資源受限環境的目標跟蹤方法及裝置，能夠解決當前目標跟蹤方法在資源受限環境下速度慢、精度低、功耗高等問題。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種面向資源受限環境的目標跟蹤方法，其步驟包括：

提取視頻流當前幀的上一幀的目標位置的圖像特征，根據該圖像特征構建目標模板T1；

提取當前幀對應于上一幀的目標位置處的圖像特征，根據該圖像特征構建目標模板T2；

將目標模板T1和目標模板T2進行模板匹配，獲得一個輸出響應；

找出輸出響應的最大值，其為當前幀與上一幀之間的目標偏移位置，根據該目標偏移位置獲得當前幀的目標位置；

提取當前幀的目標位置的圖像特征，根據該圖像特征構建目標模板T3，將該目標模板T3替換目標模板T2，用于跟蹤下一幀的目標位置，實現該視頻流的目標跟蹤。

進一步地，所述圖像特征包括灰度特征、梯度特征、紋理特征、深度特征等。

進一步地，對所述圖像特征進行定點化，定點化是將浮點數轉換為定點數一種方法，定點數的計算相較于浮點數更快，存儲占用更低，通過將圖像特征進行定點化，加快計算速度和降低存儲占用，方法為：計算圖像特征的浮點特征z的最大值和最小值，確定標值Q，得到其定點特征q＝z*2^Q。

進一步地，利用快速傅里葉變換來構建目標模板，步驟如下：

首先將一個二維高斯函數進行二維快速傅里葉變換，得到X；

對圖像特征F取共軛，得到F’；

對F’逐通道進行二維快速傅里葉變換，得到FY；

將FY對應通道相加，得到Z’；

對X和Z’進行點除操作，得到D；

對D逐通道進行逆傅里葉變換，得到目標模板。