[发明专利]基于SOPC的均值偏移视频目标跟踪方法

摘要

本发明公开了一种基于SOPC的均值偏移视频目标跟踪方法。本发明利用SOPC原理对均值漂移算法进行软硬件划分，减少了算法实现的复杂度，使其适合在FPGA上实现；又结合FPGA的硬件特点，提出了实时整数运算核，并行流水提取相应的目标信息；最后，结合NIOSII CPU的特点，对软件实现部分进行优化，提高算法的执行效率。本发明方法能在4ms内完成对目标的跟踪，对目标的尺度变化具有自适应性。

主权项

基于SOPC的均值偏移视频目标跟踪方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤(1)计算核函数k(zi)=(1-||zi-z0h||2)if||zi-z0h||≤10otherwise]]>其中，{zi}i＝1...n表示跟踪窗口内的任一像素点(xi,yi)，z0表示窗口中心(xcenter,ycenter)，h表示核函数的带宽；对跟踪窗口的带宽进行32等份，对相似距离求近似后，浮点运算变为整形运算，保证核函数计算的在单个时钟周期能完成计算，步骤(2)建立目标模型或候选模型或其中，冲激函数δ[b(zi)‑u]的作用是判断b(zi)的灰度值是否属于第u个量化值；为归一化常数以保证所有量化值的概率和为1；目标模型和候选模型的计算步骤完全一致，以目标模型为例，候选模型的优化与此类似；目标模型的公式为从目标模型的公式看到，计算结果qu是与量化等级u对应的函数，是所有量化等级为u的像素点对应的核函数的和与所有像素点对应的核函数的和的比值；为便于硬件实现，将其分解为两步进行：第一步，核函数统计算法核：包括近似后的核函数k(x)、各量化值对应的核函数和qusum和所有核函数的和第二步，直方图归一化，即将qusum归一化，得到核函数加权的直方图；步骤(3)计算偏移矢量的权重和偏移矢量wi=Σu=1mq^up^u(z0)δ[b(zi)-u]]]>y^1=Σi=1nziwiΣi=1nwi]]>由偏移的权重计算公式得出下面的结论：每个像素点zi对应的偏移矢量的权重，由其对应的量化值在目标模型和候选模型中的概率决定，与zi的位置无关；偏移矢量的计算分两步进行，第一步坐标偏移统计核：负责计算xu、nu，只涉及加法运算；第二步坐标偏移和加权：利用权重系数加权，求得偏移矢量。