[发明专利]一种抗遮挡红外目标跟踪方法

摘要

本发明公开了一种抗遮挡红外目标跟踪方法，解决姿态变化，遮挡等复杂环境下目标长时跟踪的问题，属于目标跟踪技术及计算机视觉领域。本发明读取红外图像序列，在初始帧图像中框选目标，得到目标的中心位置和大小，将初始帧图像中的目标作为模板，获取第二帧图像作为当前帧图像，将初始帧图像的模板作为当前帧图像的模板，根据模板的大小和细胞单元尺寸得到二维余弦窗；基于方向梯度直方图和哈尔提取模板的特征并线性融合，初始化或更新目标模型与目标回归系数，再基于各帧图像中的搜索框得到多层核相关滤波响应图集合进行后续目标跟踪。本发明用于红外图像目标跟踪。

主权项

1.一种抗遮挡红外目标跟踪方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：读取红外图像序列，在初始帧图像中框选目标，得到目标的中心位置和大小，将初始帧图像中的目标作为模板，获取第二帧图像作为当前帧图像，将初始帧图像的模板作为当前帧图像的模板；S2：根据模板的大小和细胞单元尺寸得到二维余弦窗；S3：基于方向梯度直方图和哈尔提取模板的特征并线性融合，对线性融合后的特征加二维余弦窗获得融合特征，再基于融合特征计算得到目标回归系数，若目标回归系数为第二帧图像计算所得，用目标回归系数初始化目标模型与目标回归系数，若目标回归系数为最后一帧图像计算所得，不作处理，否则更新目标模型和目标回归系数；S4：以当前帧图像的模板中心为搜索框中心位置确定当前帧图像的搜索框；S5：基于模板大小，在当前帧图像中的搜索框中进行遍历，得到待匹配区域集合，再基于待匹配区域集合得到多个待匹配区域对应的融合特征，基于融合特征及对应的目标模型和目标回归系数，计算各待匹配区域对应的多层核相关滤波响应图，即得到多层核相关滤波响应图集合；S6：判断多层核相关滤波响应图集合中的最大响应值是否大于等于给定的第一阈值，若大于，转到步骤S7，否则转到S8；S7：以最大响应值的横纵坐标计算当前帧图像的目标的中心位置，若当前帧图像不是最后一帧，更新步骤S3中的模板为当前帧图像的模板与当前帧图像的目标的中心位置的加权，更新后转到步骤S3进行下一帧处理，否则结束跟踪；S8：模板不更新，用Kalman滤波预测当前帧图像中的目标状态，得到预测坐标，以预测坐标为中心，取大小与模板大小一致的区域与当前帧图像实际匹配得到的目标区域加权作为当前帧图像的匹配结果，其中，目标区域为以上一帧目标的中心位置或以最大响应值的横纵坐标为中心，大小与模板大小一致的区域，以匹配结果的中心位置为中心，取匹配结果3倍大小作为搜索框遍历得到待匹配区域集合，提取待匹配区域集合中各待匹配区域的方向梯度直方图和哈尔特征，得到对应融合特征，再基于各融合特征得到多层核相关滤波响应图集合；若多层核相关滤波响应图集合中最大响应值大于等于给定的第二阈值，以最大值的横纵坐标更新目标的中心位置，若当前帧图像不是最后一帧，更新步骤S3中的模板为当前帧图像的模板与当前帧目标的中心位置的加权，更新后转到步骤S3进行下一帧处理，否则结束跟踪；若多层核相关滤波响应图集合中最大响应值低于给定的第二阈值，若当前帧图像为最后一帧则结束跟踪，否则，读取下一帧图像作为当前帧，转到步骤S8。