欢迎来到知嘟嘟! 联系电话:13095918853 卖家免费入驻,海量在线求购! 卖家免费入驻,海量在线求购!
知嘟嘟
我要发布
联系电话:13095918853
知嘟嘟经纪人
收藏
专利号: 2019106703018
申请人: 中国地质大学(武汉)
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:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
价格&联系人
年费信息
委托购买

摘要:

权利要求书:

1.一种自适应选择特征的相关滤波跟踪方法,其特征在于,具体包括如下步骤:(1)读取视频图像第t帧数据,第一帧图像序列为t=1,对第t帧图像中设定跟踪目标α,并进一步确定目标α的中心位置,以及目标α的宽度wt和高度ht;

(2)以目标α的中心位置为中心,划定宽度为w、高度为h的图像区域作为第一目标区域,计算该区域的HOG特征,CN特征及深度特征;

(3)根据计算的HOG特征,CN特征及深度特征分别构建相关滤波器模型;

(4)读取新的图像序列为t+1帧,若t+1≤第一预设值,则进入S5,否则进入(7);

(5)对于读取新的图像序列为t+1帧,根据t帧的α的中心位置为中心,划定宽度为w,高度为h的图像区域,计算该区域的HOG特征,CN特征及深度特征;

(6)利用核化相关滤波计算方法,结合步骤(5)目标区域,进一步分别求得t+1帧的HOG特征和CN特征响应置信图的最大值分别为res_HOG和res_CN,并保存,以及计算得到深度特征的响应置信图中最大值的位置,即为t+1帧的目标α新的位置中心,然后进行深度特征,HOG特征和CN特征模版更新;

(7)计算res_HOG和res_CN的平均值,若res_HOG>res_CN,则进入S8,反之则进入(11);

(8)对于读取新的图像序列为t+1帧,根据t帧的α的中心位置为中心,划定宽度为w,高度为h的图像区域,计算该区域的HOG特征;

(9)利用核化相关滤波计算方法,结合步骤(8)目标区域,进一步求得HOG特征响应置信图,并求得响应置信图中最大值为res_HOG;

(10)若res_HOG<threshold1,则返回S5,且重复步骤(4)‑(6),至图像处理完毕,反之则计算响应置信图中最大值的位置,即为t+1帧的目标α新的位置中心,然后进行HOG特征模版更新,继续读入下一帧图片,重复步骤(8)‑(10),至图像序列全部处理完毕;

(11)对于读取新的图像序列为t+1帧,根据t帧的α的中心位置为中心,划定宽度为w,高度为h的图像区域,计算该区域的CN特征;

(12)利用核化相关滤波计算方法,结合步骤(11)目标区域,进一步求得CN特征响应置信图,并求得响应置信图中最大值为res_CN;

(13)若res_CN<threshold2,则返回(5),且重复步骤(4)‑(6),至图像处理完毕,反之则计算响应置信图中最大值的位置,即为t+1帧的目标α新的位置中心,然后进行CN特征模版更新,继续读入下一帧图片,重复步骤(11)‑(13),至图像序列全部处理完毕。

2.根据权利要求1所述的一种自适应选择特征的相关滤波跟踪方法,其特征在于:所述步骤(2)中,提取深度特征如下步骤:利用不同层的卷积特征图来更详细地描述待跟踪目标,使用已经在ImageNet训练好的网络,深度网络框架为VGG‑Net19分别提取不同层的卷积特征,依次是conv3‑4,conv4‑4,conv5‑4。

3.根据权利要求1所述的一种自适应选择特征的相关滤波跟踪方法,其特征在于:所述步骤(3)中,构建相关滤波器模型如下步骤:(31)、根据相关滤波计算方法,根据移位样本与目标区域中心位置的距离,为各移位样本分配连续的高斯标签值y,对提取HOG特征进行快速傅里叶变换得到外观模型xf,由‑1

其中F 为傅里叶逆变换, 为xf的傅里xx

叶变换,*为复共轭,σ为高斯分布的尺度参数, 为核函数κ 回归值;

(32)、故 得到HOG特征滤波器模型,其中λ是正则化参数, 为y的傅里叶变换,y为对应的xf的回归值,同理可求得(33)、针对深度特征中三层分别得到三个深度特征滤波器模型,利用上面公式可求得以及

4.根据权利要求1所述的一种自适应选择特征的相关滤波跟踪方法,其特征在于:所述步骤(4)中有如下步骤:

读取新的图像序列为t+1帧,判断当前帧t+1是否小于第一预设值,其中第一预设值是个动态值它等于currentFrame当前帧+offset偏移量,当小于等于第一预设值时,使用三种特征同时进行跟踪,其中深度特征用来预测跟踪目标位置,而其他两种特征用来记录各自得到响应置信图最大值,若大于第一预设值,则切换到一种特征,HOG或者CN,进行跟踪,提高跟踪速度。

5.根据权利要求1所述的一种自适应选择特征的相关滤波跟踪方法,其特征在于:所述步骤(5)中有如下步骤:

新的图像序列为t+1帧,根据相关滤波跟踪原理,目标在上下两帧变化很小,因此利用t上一帧的目标位置和大小,在t+1下一帧帧图像进行HOG,CN,以及深度特征提取。

6.根据权利要求1所述的一种自适应选择特征的相关滤波跟踪方法,其特征在于:所述步骤(6)中有如下步骤:

(61)、根据相关滤波跟踪计算方法,对于提取HOG特征建立外观模型,zf,将zf与xf进行高斯相关滤波,计算得到响应置信图 其中 为核xz ‑1

函数κ 回归值, F 为傅里叶逆变换,*为复共轭,σ为高斯分布的尺度参数;

根据HOG特征响应置信图可求得最大值为res_HOG,同理可求得CN特征响应置信图中最大值为res_CN,并保存;

(62)、根据计算HOG特征的方法,计算深度特征三层的响应置信图,分别为resconv3‑4,resconv4‑4以及resconv5‑4,分别赋予不同的权重大小,依次是0.25、0.5、1,加权融合得到深度特征响应置信图resDEEP,根据深度特征响应置信图最大值中的位置,即为预测目标位置;

(63)、进行HOG特征模板,CN特征模板和深度特征模板更新。

7.根据权利要求1所述的一种自适应选择特征的相关滤波跟踪方法,其特征在于:所述步骤(7)中有如下步骤:

计算之前保存的res_HOG,res_CN,求出它们的平均值,也就是它们的平均匹配率,也是自适应选择特征的判断条件,如果HOG特征的平均匹配率大于CN特征,说明HOG特征效果优于CN特征,则下一帧使用HOG特征进行跟踪。

8.根据权利要求6所述的一种自适应选择特征的相关滤波跟踪方法,其特征在于:所述步骤(8),(9)中有如下步骤:

参照于步骤(61)的相关滤波计算方法,可求得HOG特征的响应置信图,求出响应置信图图中最大值res_HOG。

9.根据权利要求1所述的一种自适应选择特征的相关滤波跟踪方法,其特征在于:所述步骤(10)中有如下步骤:

(91)、若res_HOG<threshold1,说明当前帧使用HOG特征效果并不理想,重新使用CN特征和深度特征进行跟踪,重新设置第一预设值,参照步骤(5)‑(6);

(92)、若res_HOG≥threshold1,说明使用HOG特征效果较理想,根据响应置信图中最大值的位置,即为当前帧预测的目标位置,然后进行HOG模板更新,则下一帧使用HOG特征进行跟踪,抛弃CN特征和深度特征,提高速度。

10.根据权利要求6所述的一种自适应选择特征的相关滤波跟踪方法,其特征在于:所述步骤(11),(12)中有如下步骤:参照于步骤(61)的相关滤波计算方法,可求得CN特征的响应置信图,求出响应置信图图中最大值res_CN,步骤(13)中有如下步骤:参照(91)‑(92)步骤,CN特征的选择与HOG一样,当小于threshold2阈值2,说明使用CN特征效果不理想,则重新调用其他两种特征,并修改第一预设值,反之,根据求得的响应置信图求得当前帧目标位置,并且下一帧使用CN特征进行跟踪,抛弃其他两种特征。