[發明專利]衛星視頻地面動態目標旋轉的自適應追蹤方法、裝置和設備

有效

• 申請號: 202010393772.1
• 申請日: 2020-05-11
• 公開（公告）號: CN111652906B
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 李盛陽;軒詩宇
• 申請（專利權）人: 中國科學院空間應用工程與技術中心
• 主分類號: G06T7/238
• 分類號: G06T7/238;G06T7/269;G06T3/60
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 厲洋洋

1.衛星視頻地面動態目標旋轉的自適應追蹤方法，其特征在于，所述方法包括：

獲取衛星視頻，將所述衛星視頻切分成連續的單幀圖像；

將所述切分后的多張單幀圖像中的一張單幀圖像作為當前幀圖像；

確定所述當前幀圖像的搜索區域，并根據預設旋轉池、濾波器和所述搜索區域，得到所述當前幀圖像的追蹤結果，將所述當前幀圖像的下一幀圖像確定為新的當前幀圖像；

循環執行上述處理，直到所有所述單幀圖像處理完成，得到所述衛星視頻的追蹤結果；

所述確定所述當前幀圖像的搜索區域，并根據預設旋轉池、濾波器和所述搜索區域，得到所述當前幀圖像的追蹤結果，具體包括：

當所述當前幀圖像是首幀圖像時，根據所標注所述當前幀圖像中的待追蹤目標，確定所述當前幀圖像的搜索區域；

根據所述當前幀圖像的搜索區域和第一濾波器，得到所述當前幀圖像的追蹤結果和所述第一濾波器的參數，并將所述待追蹤目標的旋轉角度設置為初始旋轉角度；

或，

當所述當前幀圖像非首幀圖像時，根據上一幀圖像的追蹤結果，確定所述當前幀圖像的搜索區域；

根據所述預設旋轉池、第二濾波器和所述搜索區域，得到所述當前幀圖像的追蹤結果，并更新所述第一濾波器的參數和所述待追蹤目標的旋轉角度；

所述當所述當前幀圖像非首幀圖像時，根據上一幀圖像的追蹤結果，確定所述當前幀圖像的搜索區域，根據所述預設旋轉池、第二濾波器和所述搜索區域，得到所述當前幀圖像的追蹤結果，并更新所述第一濾波器的參數和所述待追蹤目標的旋轉角度，具體包括：

以所述上一幀圖像中的待追蹤目標的中心坐標作為所述當前幀圖像中的區域中心，選取預設大小的搜索區域，將所述搜索區域從所述當前幀圖像中切出，得到第一圖像塊；

將所述第一圖像塊利用所述預設旋轉池進行旋轉，得到第二圖像塊，并根據所述第二圖像塊，得到所述當前幀圖像的目標旋轉角度；

獲取所述第一圖像塊的第二圖像特征，將所述第二圖像特征輸入至所述第二濾波器中，得到所述當前幀圖像的目標響應圖；

根據所述目標旋轉角度和所述目標響應圖，得到所述當前幀圖像的追蹤結果，并根據所述第二圖像特征確定所述第一濾波器的參數，同時根據所述目標旋轉角度和所述初始旋轉角度確定所述待追蹤目標的旋轉角度；

定義預設旋轉池R＝[-2,-1,0,1,2]，其中的數值代表旋轉的角度。

2.根據權利要求1所述的衛星視頻地面動態目標旋轉的自適應追蹤方法，其特征在于，所述當所述當前幀圖像是首幀圖像時，根據所標注的所述當前幀圖像中的待追蹤目標，確定所述當前幀圖像的搜索區域，根據所述當前幀圖像的搜索區域和第一濾波器，得到所述當前幀圖像的追蹤結果和所述第一濾波器的參數，具體包括：

利用水平矩形框標注所述首幀圖像確定待追蹤目標；

以所述待追蹤目標的中心坐標為所述首幀圖像的搜索區域的中心，所述首幀圖像的搜索區域的大小為預設值，確定所述首幀圖像的搜索區域，并根據所述首幀圖像的搜索區域確定所述首幀圖像的第一圖像特征；

將所述第一圖像特征輸入至所述第一濾波器中進行訓練，得到所述第一濾波器的參數。

3.根據權利要求2所述的衛星視頻地面動態目標旋轉的自適應追蹤方法，其特征在于，將所述第一圖像特征輸入至所述第一濾波器中進行訓練之前，還包括：

將輸入至分類器中的數據表示為循環位移形式，并將循環位移形式的數據鏈接為循環矩陣；

將所述循環矩陣變換到傅里葉域，通過脊回歸的形式構建目標函數，對脊回歸的閉解進行處理，得到所述第一濾波器的訓練模型；

將分類器的線性回歸變為非線性回歸形式，得到核函數，并得到求解核函數的參數的函數；

基于高斯核和求解核函數的參數的函數，得到所述第二濾波器。

4.根據權利要求3所述的衛星視頻地面動態目標旋轉的自適應追蹤方法，其特征在于，所述根據所述第二圖像特征確定所述第一濾波器的參數，具體包括：

將所述第二圖像特征作為訓練樣本，對求解所述核函數的參數的函數進行訓練后所得到的結果，與所述第一濾波器的參數進行線性插值后，重新確定所述第一濾波器的參數。