[发明专利]基于核相关滤波的红外目标实时跟踪方法及装置

权利要求书

1.一种基于核相关滤波的红外目标实时跟踪方法，其特征在于，所述方法包括：

S1，基于上一帧的粒子状态，利用粒子滤波算法得到目标在当前帧中的预测位置，其中，所述上一帧的粒子状态包括粒子在上一帧中的位置和运动状态；

S2，若判断获知所述目标被遮挡，则以所述预测位置为采样中心，利用核相关滤波算法得到所述目标在当前帧中的跟踪位置；

在步骤S1之前还包括：

在红外图像序列的第一帧中提取所述目标的灰度特征作为粒子滤波算法目标模型，分别提取所述目标的灰度特征和方向梯度直方图HOG特征生成所述核相关滤波算法的目标模型；

所述步骤S2，还包括：若判断获知所述目标未被遮挡，且所述预测位置的置信度小于或等于预设阈值，则以所述目标在上一帧中的位置为采样中心，利用核相关滤波算法得到所述目标在当前帧中的跟踪位置。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤S2还包括：

若判断获知所述目标未被遮挡，且所述预测位置的置信度大于预设阈值，则以所述预测位置为采样中心，利用核相关滤波算法得到所述目标在当前帧中的跟踪位置。

3.根据权利要求1或2所述方法，其特征在于，所述预测位置的置信度通过以下公式计算得到：

其中，θ_t是t时刻的置信度，是粒子滤波的目标模型的归一化灰度直方图，u是灰度直方图的级数，b是粒子数目。

4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤S1具体包括：

基于所述上一帧的粒子状态，利用一阶状态转移方程得到所述当前帧的粒子状态；

基于所述当前帧的粒子状态，得到所述当前帧中的粒子状态的加权平均和；

根据所述当前帧的粒子状态的加权平均和，得到所述目标在当前帧中的所述预测位置。

5.根据权利要求2所述方法，其特征在于，在步骤S2中，所述得到所述目标在当前帧中的跟踪位置具体包括：

以所述预测位置为采样中心，提取所述目标的HOG特征和灰度特征；

对所述灰度特征进行归一化处理，并将经归一化处理后的所述灰度特征作为一个维度组合到HOG特征中，得到组合特征；

基于所述组合特征，利用核相关滤波算法得到所述目标在当前帧中的跟踪位置。

6.根据权利要求1所述方法，其特征在于，在步骤S2中，所述得到所述目标在当前帧中的跟踪位置具体包括：

以所述目标在上一帧中的位置为采样中心，提取所述目标的HOG特征和灰度特征；

对所述灰度特征进行归一化处理，并将经归一化处理后的所述灰度特征作为一个维度组合到HOG特征中，得到组合特征；

基于所述组合特征，利用核相关滤波算法得到所述目标在当前帧中的跟踪位置。

7.一种基于核相关滤波的红外目标实时跟踪装置，其特征在于，所述装置包括：

粒子滤波模块，用于基于上一帧的粒子状态，利用粒子滤波算法得到目标在当前帧中的预测位置，其中，所述上一帧的粒子状态包括粒子在上一帧中的位置和运动状态；

核相关滤波模块，用于在判断获知所述目标被遮挡时，以所述预测位置为采样中心，利用核相关滤波算法得到所述目标在当前帧中的跟踪位置；

所述装置还包括：初始化模块，用于在红外图像序列的第一帧中提取所述目标的灰度特征作为粒子滤波算法目标模型，分别提取所述目标的灰度特征和方向梯度直方图HOG特征生成所述核相关滤波算法的目标模型；

相应地，所述核相关滤波模块，进一步用于：若判断获知所述目标未被遮挡，且所述预测位置的置信度小于或等于预设阈值，则以所述目标在上一帧中的位置为采样中心，利用核相关滤波算法得到所述目标在当前帧中的跟踪位置。