[發明專利]一種基于并行三分支相關濾波器的目標跟蹤方法及系統

在審

• 申請號: 202211263225.7
• 申請日: 2022-10-14
• 公開（公告）號: CN115661197A
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 張義紅;張明;竇郭慶;秦常帥;王子梟;金孟宇;葛航;林檎;李銀劍
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: G06T7/246
• 分類號: G06T7/246;G06T7/262;G06V10/52
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 陳金星

本發明涉及一種基于并行三分支相關濾波器的目標跟蹤方法及系統，方法包括以下步驟：獲取初始幀圖像的目標位置和目標尺度，初始化三個并行的相關濾波器；對于第t幀圖像，在目標位置P_t?1和目標尺度S_t?1下提取位置特征Z_t,pos和尺度特征Z_t,scale；融合三個并行的相關濾波器確定目標位置和目標尺度；使用置信機制判斷是否進行樣本更新，若為是，則使用高斯混合模型生成新的訓練樣本集，更新三個相關濾波器的權重，在線更新三個并行的相關濾波器，否則，進行下一幀的檢測。與現有技術相比，本發明能有效解決復雜海洋環境中因波浪船舶干擾、光線變化、快速移動等原因造成的目標跟蹤損失，在準確性和成功率方面表現出出色的性能。

技術領域

本發明涉及目標跟蹤技術領域，尤其是涉及一種利用基于置信機制的并行三分支相關濾波器實現復雜海洋環境目標跟蹤的方法及系統。

背景技術

海洋目標跟蹤對于復雜海洋環境中的搜索和救援活動至關重要。然而復雜的海洋環境對跟蹤效果提出了巨大的挑戰，如光線的變化、海浪的影響、其他船舶的遮擋等。傳統的視覺對象跟蹤器難以實現對復雜海洋環境對象的準確、魯棒跟蹤。在這些復雜的海洋環境因素下，如何設計一個高效的動態視覺跟蹤器使結果準確、實時和穩健尤為重要。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種基于并行三分支相關濾波器的目標跟蹤方法及系統，能有效解決復雜海洋環境中因波浪船舶干擾、光線變化、快速移動等原因造成的目標跟蹤損失，在準確性和成功率方面表現出出色的性能，在光照變化、干擾遮擋、快速運動和尺度變化等方面具有突出的屬性

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種基于并行三分支相關濾波器的目標跟蹤方法，使用基于置信機制的并行三分支相關濾波器進行目標跟蹤，包括以下步驟：

S1、獲取初始幀圖像的目標位置P₁和目標尺度S₁，建立訓練樣本集，初始化三個并行的相關濾波器，確定每個相關濾波器的權重大小；

S2、對于第t幀圖像，在目標位置P_t-1和目標尺度S_t-1下提取位置特征Z_t，pos和尺度特征Z_t，scale，t＞1；

S3、基于位置特征Z_t，pos和三個并行的相關濾波器計算得到第一響應分數y_t，pos，基于尺度特征Z_t，scale和三個并行的相關濾波器計算得到第二響應分數y_t，scale；

S4、基于第一響應分數獲取目標位置P_t，基于第二響應分數獲取目標尺度S_t；

S5、判斷是否繼續進行目標跟蹤，若為是，則執行步驟S4，否則，退出目標跟蹤；

S6、使用置信機制判斷是否進行樣本更新，若為是，則執行步驟S7，否則，執行步驟S2；

S7、對于第t幀圖像，在目標位置P_t和目標尺度S_t下提取當前位置特征F_t，pos和當前尺度特征F_t，scale；

S8、基于當前位置特征F_t，pos和當前尺度特征F_t，scale，使用高斯混合模型生成新的訓練樣本集，更新三個相關濾波器的權重，在線更新三個并行的相關濾波器，執行步驟S2。

進一步地，三個所述相關濾波器可以分別表示為：