[發明專利]一種基于相關濾波跟蹤器的目標跟蹤方法、系統、設備及介質

有效

• 申請號: 202110921335.7
• 申請日: 2021-08-11
• 公開（公告）號: CN113706580B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 楊藝;張思賢;張猛;米鵬博
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G06T7/246
• 分類號: G06T7/246;G06T7/90;G06T5/40;G06V10/44;G06V10/56
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 崔方方

1.一種基于相關濾波跟蹤器的目標跟蹤方法，其特征在于，包括以下步驟：

獲取待跟蹤目標視頻序列的第一幀圖像的目標中心位置，基于第一幀圖像的目標中心位置確定第一幀圖像的目標區域；獲取第一幀圖像的目標區域的顏色直方圖特征與方向梯度直方圖特征；基于第一幀圖像的目標區域的顏色直方圖特征，提取獲得第一幀圖像的目標區域的圖像特征指紋；

基于第一幀圖像的目標區域的顏色直方圖特征、方向梯度直方圖特征，分別訓練獲得顏色直方圖相關濾波器、方向梯度直方圖相關濾波器；

逐幀獲取所述待跟蹤目標視頻序列的剩余幀圖像的目標區域；

基于逐幀獲取的目標區域對顏色直方圖相關濾波器、方向梯度直方圖相關濾波器進行更新，輸出目標跟蹤結果圖；

其中，所述逐幀獲取所述待跟蹤目標視頻序列的剩余幀圖像的目標區域的過程中，對于當前幀圖像：

以上一幀圖像的目標中心位置為中心確定目標附近區域，基于所述目標附近區域通過滑窗操作獲取多個樣本；獲取每個樣本的顏色直方圖特征；基于每個樣本的顏色直方圖特征，提取獲得每個樣本的圖像特征指紋；其中，所述樣本的大小與上一幀圖像的目標區域的大小一致；

計算每個樣本與上一幀圖像的目標區域的圖像特征指紋的漢明距離，小于等于預設閾值的樣本視為候選樣本；獲取每個候選樣本的方向梯度直方圖特征；

計算每個候選樣本的顏色直方圖特征與上一幀圖像得到的顏色直方圖相關濾波器的顏色直方圖特征相關響應圖；計算每個候選樣本的方向梯度直方圖特征與上一幀圖像得到的方向梯度直方圖相關濾波器的方向梯度直方圖特征相關響應圖；將每個候選樣本的顏色直方圖特征相關響應圖和方向梯度直方圖特征相關響應圖加權融合，獲得每個候選樣本的最終響應圖；基于最終響應圖，響應值最大的點作為當前幀圖像的目標中心位置；

基于當前幀圖像的目標中心位置，獲得當前幀圖像的目標區域。

2.根據權利要求1所述的一種基于相關濾波跟蹤器的目標跟蹤方法，其特征在于，

所述基于第一幀圖像的目標區域的顏色直方圖特征，提取獲得第一幀圖像的目標區域的圖像特征指紋的步驟具體包括：利用差異值哈希算法，基于第一幀圖像的目標區域的顏色直方圖特征，提取獲得第一幀圖像的目標區域的圖像特征指紋；

所述基于每個樣本的顏色直方圖特征，提取獲得每個樣本的圖像特征指紋的步驟具體包括：利用差異值哈希算法，基于每個樣本的顏色直方圖特征，提取獲得每個樣本的圖像特征指紋。

3.根據權利要求2所述的一種基于相關濾波跟蹤器的目標跟蹤方法，其特征在于，所述利用差異值哈希算法，基于第一幀圖像的目標區域的顏色直方圖特征，提取獲得第一幀圖像的目標區域的圖像特征指紋的步驟具體包括：

將目標區域圖像轉換為尺寸為9×8的圖像；將尺寸為9×8的圖像中的所有彩色圖片轉換為單通道灰度圖矩陣；從灰度圖矩陣第二行開始，逐行對前一行差分，得到8×8的差分矩陣；二值化差分矩陣，獲得目標區域的圖像特征指紋；

所述利用差異值哈希算法，基于每個樣本的顏色直方圖特征，提取獲得每個樣本的圖像特征指紋的步驟具體包括：

將樣本圖像轉換為尺寸為9×8的圖像；將尺寸為9×8的圖像中的所有彩色圖片轉換為單通道灰度圖矩陣；從灰度圖矩陣第二行開始，逐行對前一行差分，得到8×8的差分矩陣；二值化差分矩陣，獲得樣本的圖像特征指紋。