[發明專利]一種基于粒子濾波的多尺度目標跟蹤改進方法

有效

• 申請號: 201910191058.1
• 申請日: 2019-03-12
• 公開（公告）號: CN109919982B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 管鳳旭;高帥;彭濤;李娟;杜雪;嚴浙平
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G06T7/277
• 分類號: G06T7/277;G06T7/246;G06V10/50
• 代理公司: 暫無信息
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1.一種基于粒子濾波的多尺度目標跟蹤改進方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

步驟1：訓練得到平移濾波器模型和尺度濾波器模型獲得一幀視頻圖像，判斷是否是第一幀圖像，如果是第一幀圖像，在目標中心的左上角、右上角、左下角、右下角設置四個輔助點，并提取粒子區域的HOG特征；如果不是第一幀圖像，提取粒子區域的HOG特征，通過最新的濾波器模型與當前幀中預測目標框進行相關濾波運算；

步驟2：根據當前幀目標的預估位置的采樣特征Z^trans，確定跟蹤目標的位置y；

其中，y是向量Y_t的最大值；λ≥0是正則化參數；

步驟3：確定粒子濾波器尺度響應值；在新的一幀中，先用平移濾波器來確定目標的新位置，再以當前位置的中心為中心提取尺度不同的候選目標框，然后求取每個尺度的目標框的特征，組成一個二維矩陣，然后在用尺度模板和預測目標框進行相關運算，確定響應值最大的值對應的尺度，作為最終的目標的尺度；尺寸選擇原則是：

P，R分別表示前一幀目標的寬和高；a和M分別表示為尺度因子和尺度數量；

其中，Z^scale是不同尺度特征組成的向量；s是向量S_t中的最大值；；

步驟4：確定尺度濾波器響應系數LP；如果LP大于指定閾值0.2，表明跟蹤的目標發生了整體尺度不一致變化，需要目標依靠輔助粒子濾波重新定位，進入步驟5；如果LP小于指定閾值0.2，表明跟蹤的目標沒有發生了整體尺度不一致變化，進入步驟6；

其中，p₁為左上角輔助粒子濾波尺度響應值，p₂為右上角輔助粒子濾波尺度響應值，p₃為左下角輔助粒子濾波尺度響應值，p₄為右下角輔助粒子濾波尺度響應值，p₅為主粒子濾波尺度響應值；p₁～p₅根據其所在不同位置的模板由s獲取；

步驟5：重新定位目標的位置(x,y)，在重定位的位置(x,y)上進行主粒子濾波的模型更新和輔助粒子模板的更新；

其中，左上角輔助粒子相關濾波器響應值為F₁，粒子位置為(x₁,y₁)；右上角輔助粒子相關濾波器響應值為F₂，粒子位置為(x₂,y₂)；左下角輔助粒子相關濾波器響應值為F₃，粒子位置為(x₃,y₃)；右下角輔助粒子相關濾波器響應值為F₄，粒子位置為(x₄,y₄)；主粒子相關濾波器響應值為F，粒子位置為(x,y)；粒子相關濾波器響應值F和F₁～F₄根據其所在不同位置的模板由y獲取；

步驟6：進行各粒子的定位和估計尺度，更新平移濾波器模板和尺度濾波器模板，返回步驟1。