[发明专利]一种基于卡尔曼滤波器的图像位置运动估计方法

摘要

一种基于卡尔曼滤波器的图像位置运动估计方法，于帧视频图像中选取待跟踪目标，利用以去均值归一化灰度积相关方法作为位置判定准则的计算方法，选取运动估计运算开始后的前三帧图像拟合目标运动参数，并进行一定范围内进行目标模板匹配相似度计算，同时通过卡尔曼滤波预估当前帧目标的预测位置，寻找满足判定条件的位置点，再通过预设阈值进行判断最终确定当前帧视频图像中目标位置坐标，解决了传统卡尔曼滤波预测算法容易出现计算误差，计算精度不高的情况。

主权项

1.一种基于卡尔曼滤波器的图像位置运动估计方法，其特征在于步骤如下：(1)于视频图像中选取待跟踪目标，标记该待跟踪目标于第一帧图像内的位置坐标，并于第二帧图像中标记该待跟踪目标的图像区域、内波门、外波门，并计算外波门内所有目标匹配点的匹配相似度量值；(2)根据步骤(1)所得待跟踪目标外波门内所有目标匹配点的匹配相似度量值，选取匹配相似度量值最大的目标匹配点的坐标作为第二帧视频图像中待跟踪目标位置；(3)进入第三帧图像，分别按步骤(1)、步骤(2)中方法找到第三帧图像中匹配相似度量值最大的目标匹配点的坐标作为第三帧图像中待跟踪目标位置；(4)根据所得第一、第二、第三帧图像中待跟踪目标位置计算第三帧时刻待跟踪目标从左到右沿行方向的速度与加速度及第三帧时刻待跟踪目标从上到下沿列方向的速度与加速度，作为第一、第二、第三帧图像中待跟踪目标的运动参数；(5)设定相似度量值阈值，通过所得第一、第二、第三帧图像中待跟踪目标的运动参数对第K帧待跟踪目标的运动参数进行预估，同时将第K帧图像中待跟踪目标位置与相似度量值阈值进行比较，若匹配相似度量值最大值不大于设定阈值，则将第K帧待跟踪目标的预估运动参数中的坐标作为第K帧待跟踪目标位置；若匹配相似度量值最大值大于设定阈值，则将第K帧图像中匹配相似度量值最大值点的坐标通过卡尔曼滤波器进行位置修正，于预测区域内获取修正后坐标作为第K+1帧待跟踪目标位置；(6)重复步骤(5)直至遍历所有帧视频图像并获取所有帧待跟踪目标位置。