[發明專利]一種可靠的局部目標跟蹤方法及跟蹤器

有效

• 申請號: 202110481653.6
• 申請日: 2021-04-30
• 公開（公告）號: CN113096157B
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發明（設計）人: 王振嚴;黃德天;楊夢維;吳嬌綠;朱顯丞
• 申請（專利權）人: 華僑大學
• 主分類號: G06T7/246
• 分類號: G06T7/246;G06T7/70
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭;李艾華

本發明可靠的局部目標跟蹤方法及跟蹤器，包括：利用隨機分塊方法和人工分塊方法來劃分目標，得到第一類粒子和第二類粒子；結合第一類粒子和第二類粒子來估計目標位置；利用重采樣規則來剔除第一類粒子中的不可靠粒子；計算探測分數r來判斷第二類粒子是否被遮擋；若目標從全遮擋狀態轉變為部分遮擋或無遮擋狀態，由第二類粒子確定最終的目標位置，否則，由第一類粒子中的可靠粒子來確定；S60，對于第一類粒子，其跟蹤器的位置濾波器在每一幀都進行更新，而對于第二類粒子，只有當某個粒子的探測分數r大于設定閾值時，其跟蹤器的位置濾波器才進行更新；利用可靠粒子之間的距離來估計目標的寬度與高度變化，得到目標的尺度。

技術領域

本發明涉及計算機視覺領域，特別指一種可靠的局部目標跟蹤方法及跟蹤器。

背景技術

目標跟蹤是計算機視覺與人工智能領域的關鍵問題，其在場景監控、行為分析、自動駕駛、機器人等方面有著重要應用。雖然目標跟蹤近年來已經取得了顯著的提升，但在實際工程應用中，目標跟蹤仍然面臨遮擋、形態變化、光照變化、旋轉、尺度變化和運動模糊等諸多挑戰。因此，設計一種穩健的目標跟蹤器一直是一個面臨挑戰性的課題。

根據目標表觀模型所使用的表達策略不同，目標跟蹤方法可以分成兩大類：生成式模型與判別式模型。作為經典的生成式模型跟蹤方法之一，基于粒子濾波的跟蹤方法由于具有容易實現、并行結構、實用性強等優點，受到眾多研究者的青睞。而作為性能最為突出的判別式模型跟蹤方法之一，基于相關濾波的跟蹤方法由于其在運算效率、準確性方面的優勢，成為了當前主流的一種跟蹤方法。本文將粒子濾波與相關濾波相結合，提出了一種可靠的局部目標跟蹤器，提高了目標跟蹤技術在面對部分遮擋、尺度變化、旋轉等挑戰的魯棒性。

RPT(Reliable?Patch?Trackers)是一種有效的基于目標分塊的跟蹤器，它將粒子濾波與相關濾波相結合充分發揮了兩種跟蹤器的優勢。RPT先對目標進行隨機分塊，利用相互獨立的KCF(Kernelized?Correlation?Filters)來分別跟蹤每個目標塊，最后根據跟蹤結果的置信度(PSR,Peak-to-Sidelobe?Ratio)來估計目標的狀態。該方法通過挖掘最可靠的目標塊并利用運動軌跡規律來區分目標與背景，取得了很好的跟蹤效果。但是，為了適應跟蹤過程中的目標形變，RPT在每一幀都更新KCF的位置濾波器，當目標在連續的多幀被全遮擋再重新出現的時候，這將導致RPT跟蹤失敗。

發明內容

本發明要解決的技術問題，在于提供一種可靠的局部目標跟蹤方法及跟蹤器，以實現提升RPT跟蹤器的準確性和魯棒性。

本發明采用如下技術方案：

一方面，一種可靠的局部目標跟蹤方法，包括如下步驟：

S10，利用隨機分塊方法和人工分塊方法來劃分目標，分別得到第一類粒子和第二類粒子；

S20，結合第一類粒子和第二類粒子來估計目標位置；

S30，利用重采樣規則來剔除第一類粒子中的不可靠粒子，如果某個粒子滿足重采樣規則，則將其判定為不可靠的粒子并刪除，反之則將其判定為可靠的粒子并保留；

S40，計算探測分數r來判斷第二類粒子是否被遮擋，如果某個粒子對應的r大于設定閾值，則判定該粒子未被遮擋，反之則判定該粒子出現了某種程度的遮擋；

S50，若目標從全遮擋狀態轉變為部分遮擋或無遮擋狀態，由第二類粒子確定最終的目標位置，否則，均由第一類粒子中的可靠粒子來確定最終的目標位置；

S60，對于第一類粒子，其跟蹤器的位置濾波器在每一幀都進行更新，而對于第二類粒子，只有當某個粒子的探測分數r大于設定閾值時，其跟蹤器的位置濾波器才進行更新；

S70，利用可靠粒子之間的距離來估計目標的寬度與高度變化，得到目標的尺度。

優選的，所述S10具體包括：