1.一种基于蒙特卡洛树搜索的对象跟踪方法,包括如下步骤:步骤一、目标选取
从初始图像中选择并确定要跟踪的目标对象;目标选取过程可以通过运动目标检测方法自动提取,也可以通过人机交互方法手动指定;
步骤二、初始化:
将当前目标位置作为蒙特卡洛树的根节点,初始时该蒙特卡洛树只有此根节点,然后将蒙特卡洛树的根节点作为当前预测轨迹的起始节点R;
步骤三、图像输入:
在实时处理情况下,提取通过摄像头采集并保存在存储区的视频图像,作为要进行跟踪的输入图像;在离线处理情况下,将已采集的视频文件分解为多个帧组成的图像序列,按照时间顺序,逐个提取帧图像作为输入图像;这里每一次获取并处理H帧图像,即每次确定的目标轨迹长度和每次蒙特卡洛树模拟的深度为H;这里H=30;如果可获得的输入图像数目不足H,则根据实际获得的图像数目设置H;如果输入图像为空,则跟踪结束;设置迭代次数N=1;
步骤四、节点选择:
从起始节点R开始,以其子节点的权重为概率,逐层随机选择子节点,直到树的叶节点;
第1次迭代时,起始节点即为选择的叶节点;设本次迭代选择的叶节点为L,如果L的深度小于H,则跳转到步骤五,否则,迭代次数N加1,并重新进行节点选择;
步骤五、节点扩展:
以叶节点L对应的图像位置为中心,在15×15的范围内,为该节点扩展出225-1=224个子节点,每个子节点对应该范围内一个不同的位置,且每个子节点的初始权重均为1;然后,以扩展出来的这些子节点权重为概率随机选择1个子节点作为模拟节点S;
步骤六、轨迹模拟:
以模拟节点S为中心,在其15×15的搜索范围内随机产生一个预测目标位置,然后再以该预测目标位置为中心,在相同的搜索范围内随机产生一个新的预测目标位置,该过程重复M次,且满足模拟节点S的深度+M=H;这些连续的预测目标位置分别对应一个与目标大小相同的图像块,它们构成一个预测目标图像块序列A;
步骤七、轨迹评价:
对预测目标图像块序列A中的每个图像块,采用NCC规则化交叉互相关方法计算其与目标图像块的相似度,并计算它们的平均值ω;
步骤八、节点权重更新:
将模拟节点S的权重设置为平均值ω,然后计算叶节点L的所有扩展子节点的权重平均值,并将该值作为L的新权重;如果L有父节点,则按照更新L权重的方法更新其父节点的权重;同理,逐层更新树的节点权重直到起始节点R;迭代次数N加1;如果N
步骤九、轨迹选择:
从起始节点R开始选择树中具有最大权重和的节点路径,并将该路径对应的预测轨迹作为目标轨迹,完成该时间段的目标定位;同时把该路径上的最后一个节点,作为新的起始节点R;
步骤十、目标更新
如果目标轨迹中最后的目标位置对应的图像块与原目标的相似度>δ(δ=0.8),则将该图像块作为新的目标表观,完成目标更新,否则,目标不变;这里相似度计算同样采用NCC规则化交叉互相关方法;跟踪完成,跳转到步骤三。