[發明專利]一種目標跟蹤模板更新的方法、系統和存儲介質

有效

• 申請號: 201811147806.8
• 申請日: 2018-09-29
• 公開（公告）號: CN109472812B
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 魯巒峰;龍玉標;劉天;劉振宇
• 申請（專利權）人: 深圳市錦潤防務科技有限公司
• 主分類號: G06T7/246
• 分類號: G06T7/246;G06T5/00;G06K9/62
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產權事務所(普通合伙) 44248
• 代理人: 于標

本發明提供了一種目標跟蹤模板更新的方法，包括步驟1：人工選定初始跟蹤位置，得到初始模版T0；步驟2：前N幀圖像中的目標跟蹤；步驟3：初始樣本集S的構建，及其特征計算；步驟4：K均值聚類，得到初始樣本集的聚類中心C；步驟5：計算聚類中心C與初始模板T0的相關系數；步驟6：判斷相關系數是否大于閾值；步驟7：進行模板更新；步驟8：利用RANSAC算法對樣本集S進行噪聲過濾。本發明的有益效果是:1.本策略適用于各種跟蹤算法；2.可以防止某一幀的跟蹤偏差導致的模板更新出錯；3.該方法不受噪聲干擾；4.實時跟蹤時，人眼看到的跟蹤效果，與模板學習時所用的跟蹤樣本，并不完全一致的；5.提供了離線學習的機制。

技術領域

本發明涉及海洋信息化、計算機視覺的技術領域，尤其涉及一種目標跟蹤模板更新的方法、系統和存儲介質。

背景技術

近年來，隨著國家對海洋權益的日益重視，海洋信息化變得越發重要。通過構建海洋信息化系統，漁業、海警、國防、遠洋航行，等等各種行業都可以得到極大的好處。基于視頻的目標跟蹤技術，在海洋信息化應用之中，有著極其廣闊的應用前景。目標的跟蹤質量和效率，對自動監控系統的影響很大。

但是，跟蹤過程中，很容易出現跟蹤漂移的現象。這是由于視頻拍攝過程中，受到大氣湍流、相機抖動、目標視角變化、目標形變等因素的影響，如果模板的更新策略有缺陷，更新不及時，就會出現跟蹤結果相對于真實位置一點點發生偏移的現象。當積累到一定程度的時候，跟蹤結果就會嚴重偏離，從而導致跟蹤的失敗。

當前的跟蹤方法很多，但是在目標的模板更新策略上，都存在如下的問題：1、沒有對噪聲樣本進行過濾。某一幀跟蹤出錯的時候，沒有一個有效的機制，對該幀的結果進行驗證。該錯誤樣本也會被更新到跟蹤模板中，導致模板與真實模板出現一定的偏差。

2、模板更新時，一般采用多幀的最佳位置圖像計算平均值的做法。靈活性不足。

3、不能結合歷史上的多幀，對跟蹤結果反向驗證，不能利用反向驗證的結果，重新更新目標模板。

發明內容

本發明提供了一種目標跟蹤模板更新的方法，包括如下步驟：

步驟1：人工選定初始跟蹤位置，得到初始模版T0；

步驟2：前N幀圖像中的目標跟蹤；

步驟3：初始樣本集S的構建，及其特征計算；

步驟4：K均值聚類，得到初始樣本集的聚類中心C；

步驟5：計算聚類中心C與初始模板T0的相關系數；

步驟6：判斷相關系數是否大于閾值，如果是執行步驟7；否則，直接進入步驟13；

步驟7：跟蹤正常，進行模板更新；

步驟8：利用RANSAC算法對樣本集S進行噪聲過濾；

步驟9：對去除噪聲之后的新的樣本集，進行聚類，得到聚類中心C1；

步驟10：利用C1對N幀圖像再度跟蹤，構建新的樣本集S1；

步驟11：利用RANSAC算法對樣本集S1進行噪聲過濾，得到聚類中心C2；

步驟12：更新當前模版；

步驟13：進入下一階段的跟蹤；

后續每一個階段的模板更新，都是利用前一階段模板得到樣本集的基礎上，通過去掉噪聲進行聚類所得到。

作為本發明的進一步改進，在所述步驟1中，在初始幀圖像中，人工給出初始位置之后，首先在最開始的N幀視頻中進行目標的跟蹤，并且向外界實時給出跟蹤結果，用于用戶實時觀看效果；該階段的N幀視頻的跟蹤過程，不進行模板更新，而是直接用初始模板T0。