[发明专利]基于散射变换多层相关滤波的运动目标跟踪方法

摘要

一种基于散射变换多层相关滤波的运动目标跟踪方法，其步骤如下：(1)确定待跟踪目标初始位置(2)计算相关滤波器权值；(3)对下一帧图像的搜索窗区域进行非下采样散射变换；(4)计算相关滤波器最大响应值；(5)计算各层的权值损失并求得每一层的权值；(6)更新相关滤波器参数；(7)判断当前帧图像是否为待跟踪视频序列的最后一帧图像，若是，则执行步骤(8)，否则，执行步骤(3)；(8)结束跟踪。本发明通过基于散射变换多层相关滤波的运动目标跟踪方法，能够利用目标的散射描述子提取目标信息，使用多层相关滤波器获得最优结果，从而预测待跟踪目标位置。

主权项

1.一种基于散射变换多层相关滤波的运动目标跟踪方法，其特征在于，提取待跟踪目标的散射描述子，构建散射变换矩阵，构建多层相关滤波器；该方法的具体步骤包括如下：(1)输入第一帧的待跟踪目标：输入待跟踪视频的第一帧，人工标记出待跟踪的目标，得到跟踪框的大小与待跟踪目标位置；(2)确定搜索窗：判断跟踪框的长宽之比是否大于2，若是，则将跟踪框的长不变、宽扩大一倍作为搜索窗，否则，将跟踪框长和宽各扩大一倍作为搜索窗，搜索窗的中心位置与待跟踪目标位置相同；(3)构建第一帧图像的目标模型：(3a)利用目标模型构建方法，构建第一帧图像的目标模型，该目标模型共有12层，每一层为一个三维矩阵，该矩阵中的一二维大小与搜索窗大小相同，第三维大小为13；(3b)将目标模型每一层的初始权值均设为0.833；(4)生成相关滤波器模型：利用相关滤波公式，计算相关滤波器参数，将该相关滤波器参数存储到与目标模型大小相同的空矩阵中，生成相关滤波器模型；(5)构建其余帧的目标模型：输入除第一帧之后的待跟踪视频的下一帧图像，利用目标模型构建方法，构建一个与第一帧图像的目标模型相同的当前帧的目标模型；(6)确定当前帧待跟踪目标的位置：(6a)将当前帧的目标模型与相关滤波器参数，在目标模型的每一层分别进行循环卷积，从卷积结果中找出每一层的最大响应值；(6b)将每一层的最大响应值所对应位置的横纵坐标分别进行加权求和，将加权求和之后的横纵坐标值作为当前帧待跟踪目标的位置；(6c)用当前帧待跟踪目标位置替换搜索窗的中心位置；(7)更新当前帧目标模型权值：(7a)利用权值损失公式，计算当前帧每一层的权值损失；(7b)利用当前帧每一层的权值损失，计算当前帧待跟踪目标的遮挡系数；(7c)利用权值计算公式，计算下一帧目标模型每一层的权值；(8)判断当前帧待跟踪目标的遮挡系数是否小于0.7，若是，则判定当前帧待跟踪目标未发生遮挡，执行步骤(9)，否则，判定当前帧待跟踪目标发生遮挡，执行步骤(10)；(9)更新当前帧的相关滤波器参数：利用滤波器模型更新公式，计算相关滤波器参数，用该参数更新当前帧的相关滤波器参数；(10)判断是否输入完待跟踪视频的所有帧图像，若是，则执行步骤(11)，否则，执行步骤(5)；(11)结束跟踪过程。