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: 2019113713391
申请人: 安徽工业大学
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:2024-01-05
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:

1.一种强化多特征融合的置信项滤波器目标跟踪方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:对摄像头内外参数标定处理;

步骤2:获取目标的输入对象,输入待跟踪的视频序列,并标注初始帧;

步骤3:用摄像头实时拍摄监控区域内的被跟踪目标物体视频信息,并传送给视频数据处理单元;

步骤4:通过从视频数据处理单元获得的视频序列提取待跟踪目标的特征,在滤波器模型中引入FHOG特征;

步骤5:使用高斯核函数将FHOG特征融入相关滤波器算法,得到高斯频域响应的核函数;

步骤6:计算颜色名特征强化颜色特征;

步骤7:计算背景感知特征,引入多通道背景感知相关滤波器;

步骤8:对FHOG特征、颜色名特征和背景感知特征进行自适应置信度融合,得出改进算法的更新模型;

步骤9:根据更新后模型的融合响应,选择目标区域响应值最大的区域,输出跟踪目标矩形框所在的位置,即完成目标跟踪。

2.根据权利要求1所述的一种强化多特征融合的置信项滤波器目标跟踪方法,其特征在于,所述步骤4中FHOG特征的计算过程具体包括:步骤4.1首先用Prewitt梯度算子 和 对视频帧做卷积计算得到垂直边缘梯度分量和水平边缘梯度分量,得出每个像素点的Prewitt梯度值和方向:式中,G(x,y)表示像素点的Prewitt梯度,θ(x,y)表示像素点Prewitt梯度的方向,Gx(x,y)和Gy(x,y)分别为垂直边缘梯度分量和水平边缘梯度分量;

步骤4.2通过逐像素计算的Prewitt梯度特征,对当前帧像素点(x,y)处的特征矩阵进行计算:式中,Fb(x,y)表示当前帧像素点(x,y)处的FHOG特征矩阵,采用18个敏感方向通道的特征矩阵,b∈{0,1,...,18};

步骤4.3对上述计算得到的特征矩阵Fb(x,y)进行归一化操作,归一化因子定义如下:式中,δ,γ为像素邻域参数,δ,γ∈{-1,1};S(i,j)为每帧视频序列中8×8个像素点组成的像素单元的Fb(x,y)构成的特征矩阵,0≤i≤[(M-1)/8],0≤j≤[(N-1)/8],M和N分别为视频序列每帧的长度和宽度;

步骤4.4定义截断函数Tα(v):Tα(v)表示向量v被α截断之后形成的向量,对S(i,j)行归一化并截断,之后串联得到FHOG特征:

3.根据权利要求2所述的一种强化多特征融合的置信项滤波器目标跟踪方法,其特征在于:所述步骤4.4中截断值α取0.2。

4.根据权利要求1所述的一种强化多特征融合的置信项滤波器目标跟踪方法,其特征在于,所述步骤6中颜色名特征的计算过程如下:步骤6.1将视频序列帧的彩色空间模型转换为黑色、蓝色、棕色、灰色、绿色、橙色、粉色、紫色、红色、白色和黄色等11种特定的颜色概率模型,改进颜色属性算法的数据项响应其中,Bp表示降维后的正交矩阵,即颜色名的11种颜色模型投影在10维空间的标准正交基, 表示10维空间的表征矩阵,M和N分别为视频序列每帧的长度和宽度;

步骤6.2定义颜色属性跟踪算法的数据项更新方法,采用如下公式对最小化数据项进行更新计算:其中, 表示当前帧的数据项响应,αp为当前帧的权重因子,差补因子ε=fy·fk,fy为高斯核函数的快速傅里叶变换矩阵,fk为降维特征图高斯核函数的快速傅里叶变换矩阵。

5.根据权利要求4所述的一种强化多特征融合的置信项滤波器目标跟踪方法,其特征在于:步骤6.2中当前帧的权重因子αp取值为0.075,fy和fk按照以下公式进行计算:fk=fft(exp(-0.5/prod(p)2*(x2+y2)))式中,M,N表示视频的宽与高,prod为矩阵的列相乘,p为标定目标区域矩形框或跟踪目标矩形框。

6.根据权利要求1所述的一种强化多特征融合的置信项滤波器目标跟踪方法,其特征在于,所述步骤7中背景感知特征的最小化风险函数 计算如下:式中,满足 为KQ×1维向量, 为Q×KQ的矩阵,

C为P×Q的二值矩阵,P为模板的维数,Q为样本维度,且P<<Q,Z为Q×Q的正交傅里叶变换矩阵,IK为K×K的单位矩阵,v为模型参数,为模板的通道数, 为克罗内克积, T为共轭转置,λ为正则化权重因子。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的一种强化多特征融合的置信项滤波器目标跟踪方法,其特征在于,所述步骤8中模型的更新方法具体如下:步骤8.1定义目标区域的最大响应峰值Rmax和视频帧在频域中的平均峰相关能量APCE:Rmax=max f(T(xt,p);θt-1)

上式中,f(T(xt,p);θt-1)表示目标矩形区域的快速傅里叶变换,θ为模型参数,T为样本特征的映射,p为跟踪目标的矩形窗口;Rmax,Rmin,Rm,n分别表示目标区域响应函数的最大、最小和第m行第n列的值;

步骤8.2分别计算FHOG特征、颜色名特征和背景感知特征滤波器响应分配的权值:t+1

步骤8.3根据下式对改进算法的更新模型o 进行计算:式中, 分别为FHOG的特征,CN特征和BA特征滤波器在t帧的模型,μCN,μFHOG,μBA分别为FHOG特征权重因子,CN特征权重因子和BA特征权重因子。