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专利号: 2015106339184
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.多通道核相关滤波的实时跟踪方法,其特征在于:该方法包括:训练阶段:通过岭回归方法对上一帧目标信息进行处理,获得滤波模板;检测阶段:用获得的滤波模板对当前帧的图像进行检测,输出滤波响应;更新阶段:对滤波模板和目标外观进行实时更新;

所述的训练阶段的具体步骤如下:

步骤一:在t时刻的图像It中,在目标位置 处提取目标区域Pt;

步骤二:提取目标区域Pt的HOG特征 并变换到频域,获取原目标区域特征 其中M和N表示原目标区域Pt的大小,L表示特征通道的个数, 表示在频域时原目标区域的每个通道特征, 表示在时域的原目标区域的每个通道特征,R表示实数域,C表示复数域;

步骤三:通过函数 将原目标区域特征Xt映射到高维空间中 将原目标函数的频域形式f(X)=H*e Xt,转变为 其中符号e表示对应元素的点乘,H*表示滤波模板,Xt表示目标区域特征;将滤波模板H*表示为 则目标函数改写为 其中Wt表示t时刻高维空间中的滤波模板,f(X)表示滤波模板对原目标区域的频域响应,X表示原目标区域频域特征;通过核相关函数计算核相关;

步骤四:利用岭回归最小化 其中第二项为惩罚项,用来抑制模型的过拟合,G为回归目标g的FFT变换,可解得t时刻高维空间中的滤波模板为

2.根据权利要求1所述的多通道核相关滤波的实时跟踪方法,其特征在于:所述训练阶段的步骤二中,提取原目标区域的HOG特征并FFT变换到频域,需要对图像特征进行加窗处理,公式如下:x′mn=(xmn-0.5)sin(πm/M)sin(πn/N)式中x′mn表示加窗后图像中每个像素;xmn表示加窗处理前图像中每个像素;(m,n)∈{0,…,M-1}×{0,…,N-1}表示每个像素的位置;

经过加窗后可获取原目标区域特征

3.根据权利要求1所述的多通道核相关滤波的实时跟踪方法,其特征在于:所述训练阶段的步骤四中,选择了标准偏差 的高斯函数作为回归目标,即:其中(m′,n′)表示目标位置,(m,n)∈{0,…,M-1}×{0,…,N-1}表示每个像素的位置;

通过代价函数,可解得t时刻高维空间中的滤波模板为

4.根据权利要求1所述的多通道核相关滤波的实时跟踪方法,其特征在于:所述的检测阶段的具体步骤如下:步骤一:在t+1时刻图像It+1中,对应前一帧的目标位置 处提取检测区域Pt+1;

步骤二:提取检测区域Pt+1的HOG特征 并变换到频域,获取新目标区域特征 其中 表示在频域时新目标区域的每个通道特征; 表示在时域时新目标区域的每个通道特征 ;

步骤三:采用训练阶段步骤三的方法,利用线性核函数,计算检测区域的新目标区域特征Zt+1和更新后的目标区域特征Xt+1的核互相关 c表示第几个通道;

步骤四:用更新后的滤波模板Wt+1对核互相关K(Xt+1,Zt+1)进行检测,并输出滤波响应f(Z)=Wt+1 e K(Xt+1,Zt+1);

步骤五:对滤波响应进行逆快速傅里叶变换,有y=F-1(f(Z))=F-1(Wt+1 e K(Xt+1,Zt+1)),并将输出中的峰值位置 作为目标位置,其中(m,n)为相关输出y中的元素索引。

5.根据权利要求1所述的多通道核相关滤波的实时跟踪方法,其特征在于:所述的更新阶段的具体步骤如下:步骤一:对目标区域特征和滤波模板进行更新,更新方法:Xt+1=(1-γ)Xt+1+γXt

Wt+1=(1-γ)Wt+1+γWt

其中,γ表示学习参数;Xt+1表示更新后的目标区域特征;Wt+1表示更新后的滤波模板;

步骤二:输入视频,重复上述训练→检测→更新→训练来实现跟踪,直到视频结束。