[发明专利]一种基于多级模板的相关滤波目标跟踪方法及系统

摘要

本发明公开了一种基于多级模板的相关滤波目标跟踪方法及系统。其方法包括计算多级平移滤波器模板的尺寸、确定多级平移滤波器模板、确定多级平移滤波器的输出响应输出、判断平移滤波器模板是否满足响应峰值要求、在多级平移滤波器模板中选择合适的响应输出、根据平移滤波器预测目标中心在当前帧的位置。本发明的方法及系统解决了面对目标快速运动和背景杂乱情况时，跟踪器效果不佳的技术问题。

主权项

1.一种基于多级模板的相关滤波目标跟踪方法，其特征在于包括以下步骤：计算多级平移滤波器模板的尺寸：读取视频序列第1帧，根据目标尺寸(high,width)和目标运动速度的估计峰值v_max计算平移滤波器的最大尺寸，用变量size_max＝(size_high_max,size_width_max)表示，根据目标运动的估计加速度a、目标尺寸及平移滤波器最大尺寸计算平移滤波器模板的级别m，根据平移滤波器模板级别m计算各级滤波器模板的尺寸，记为window_sz_i，其中1≤i≤m；确定多级平移滤波器模板：在目标中心位置(x_n,y_n)，根据m级平移滤波器模板的尺寸window_sz_i，确定确定高斯型标签yf_i，截取图像块patch_for_train_i_n，其中n表示帧数；分别提取图像块特征，添加余弦窗得到平移特征样本xf_for_train_i_n，利用平移高斯型标签和平移特征样本得到m个不同尺寸的平移滤波器模板，用α_i表示；确定多级平移滤波器的输出响应输出：令n＝n+1，读取视频序列第n帧，在第n‑1帧目标中心位置(x_n‑1,y_n‑1)，按照平移滤波器模板尺寸window_sz_i截取图像块patch_for_det_i_n，提取图像特征并添加余弦窗得到待检测平移特征样本zf_for_det_i_n，利用平移模板α_i计算得到响应输出矩阵response_i以及响应峰值max_response_i；判断平移滤波器模板是否满足响应峰值要求：判断响应峰值max_response_i是否大于事先设置的输出响应阈值R，其中i的初始值为1，若是，则判定第i级平移平移滤波器响应峰值满足需求，令响应输出矩阵response＝response_i，响应峰值max_response＝max_response_i，进入步骤：预测目标中心在当前帧的位置，否则判定第i级平移滤波器响应峰值不满足需求，i＝i+1，进入步骤：在多级平移滤波器模板中选择合适的响应输出；在多级平移滤波器模板中选择合适的响应输出：比较两个级别的平移滤波器模板计算得到的响应峰值，若max_response_i‑1>max_response_i，则选择第i‑1级平移滤波器模板的响应输出，即令响应输出矩阵response＝response_i‑1，响应峰值max_response＝max_response_i‑1；否则返回步骤：判断平移滤波器模板是否满足响应峰值要求；根据平移滤波器预测目标中心在当前帧的位置：根据平移滤波器的响应输出峰值max_response在响应输出矩阵response中的位置，预测目标中心在当前第n帧的位置(x_n,y_n)；返回步骤：确定多级平移滤波器模板。