[發明專利]基于旋轉不變性圖像特征描述子的目標跟蹤算法

有效

• 申請號: 201911067496.3
• 申請日: 2019-11-04
• 公開（公告）號: CN110910418B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 徐建華;豆毅庚;韓勇強
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G06T7/223
• 分類號: G06T7/223;G06T7/246
• 代理公司: 北京太兆天元知識產權代理有限責任公司 11108
• 代理人: 王宇

1.一種基于旋轉不變性圖像特征描述子的目標跟蹤方法，其特征在于，包括：

當同心圓的半徑為r時，對同心圓的旋轉不變特征進行描述：

其中，中心點C為坐標原點，水平方向為x軸，豎直方向為y軸，θ為同心圓上的特征點與中心點C之間的直線與x軸的夾角，I_r,θ為特征點的特征向量；

將當前幀圖像之中的跟蹤目標表示為1×(R-1)的梯度行向量：S＝[S₀,S₁,...S_R-1]，而且將S設置為跟蹤目標模板；

在輸入下一幀圖像之后，以所述當前幀圖像之中跟蹤目標的中心點為參考點，在所述下一幀圖像上確定待檢測區域；

在所述待檢測區域內，通過滑動窗口獲得多個與所述跟蹤目標面積相同的待匹配區域；

獲得任一待匹配區域的梯度行向量S’，而且計算跟蹤目標模板S與待匹配模板S’之間的相似性，計算公式如下：

其中，(x′，y′)為所述待檢測區域的圓心坐標，R為所述跟蹤目標的最大內切圓半徑；

在計算所有的待匹配區域的相似性之后，獲得多個相關性結果Q(x',y')；

將所述相關性結果之中的極大值Q_max作為最優輸出；

所述當同心圓的半徑為r時，對同心圓的旋轉不變特征進行描述的步驟之前包括：

將同心圓上的特征點表示為：

I(r，θ)，r∈[0，R]，θ∈[0，360)

沿著所述同心圓的半徑方向，計算特征點徑向的梯度值為：

I_dr＝I(r+1，θ)-I(r-1，θ)

沿著所述同心圓的切線方向，計算特征點切向的梯度值為：

I_dθ＝I(r，θ+1)-I(r，θ-1)

根據徑向的梯度值與切向的梯度值，當同心圓半徑為r時，計算特征點的特征向量為：

其中，R為跟蹤目標所在區域最大內切圓的半徑，C(x，y)為跟蹤目標的中心點坐標，r為多個同心圓的半徑，所述同心圓為中心點C向外擴展形成。

2.根據權利要求1所述的基于旋轉不變性圖像特征描述子的目標跟蹤方法，其特征在于，還包括：

記錄所述極大值Q_max，將跟蹤目標模板S更新為S_Qmax；

繼續輸入視頻流的幀圖像，根據相同的搜索策略，重復更新跟蹤目標模板。

3.根據權利要求1所述的基于旋轉不變性圖像特征描述子的目標跟蹤方法，其特征在于，所述待檢測區域的面積為跟蹤目標面積的2.5倍。