运动目标跟踪方法、装置、终端设备及计算机可读存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种运动目标跟踪方法、装置、终端设备及计算机可读存储介质，该运动目标跟踪方法包括：利用矩形框在目标搜索图像块处提取位于该矩形框自身斜对角上的两个矩形区域，以作为待跟踪目标的第一角候选框和第二角候选框；根据状态转移滤波器确定第一角候选框的第一初始响应值，以及第二角候选框的第二初始响应值；根据第一初始响应值确定第一最终响应值，并通过第一最终响应值确定待跟踪目标的第一角点的位置，以及根据第二初始响应值确定第二最终响应值，并通过第二最终响应值确定待跟踪目标的第二角点的位置。本发明专利技术所述的运动目标跟踪方法，能够实时检测待跟踪目标的尺寸变化，提高跟踪精度，而可满足目标跟踪的实时性要求。时性要求。时性要求。

【技术实现步骤摘要】
运动目标跟踪方法、装置、终端设备及计算机可读存储介质


[0001]本专利技术涉及计算机视觉与模式识别
，特别涉及一种运动目标跟踪 方法，同时，本专利技术还涉及一种运动目标跟踪装置，以及执行该运动目标跟踪 方法的运动目标跟踪终端设备和计算机可读存储介质。

技术介绍

[0002]运动目标跟踪是指利用跟踪算法在连续的视频帧图像中检测出感兴趣运动 目标的位置，以实现目标的跟踪。近年来，在运动目标跟踪中取得较好的跟踪 效果的算法主要分为两类：一、基于深度学习的跟踪算法；二、基于核相关滤 波的跟踪算法。其中，基于深度学习的跟踪算法对设备硬件要求较高，但使用 及维护成本较高，而基于核相关滤波的跟踪算法，因其实时性优势而被用于目 标跟踪中，但是该算法无法适应目标尺寸变化，导致跟踪精度欠佳。
[0003]现有技术中，为了解决基于核相关滤波的跟踪算法中无法适应目标尺寸变 化的问题，一般通过提取不同尺度的图像样本训练尺寸滤波器，在跟踪时用于 检测目标尺寸，然而该算法由于尺寸滤波器的引入降低了核相关滤波的实时处 理能力，无法很好地兼具实时性及跟踪精度。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术旨在提出一种运动目标跟踪方法，以可提高跟踪精度， 且满足目标跟踪的实时性要求。
[0005]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0006]一种运动目标跟踪方法，包括：
[0007]根据待跟踪目标当前帧的前一帧的位置和尺寸确定当前帧的目标搜索图像 块，并利用矩形框在所述目标搜索图像块处提取位于该矩形框自身斜对角上的 两个矩形区域，以作为所述待跟踪目标的第一角候选框和第二角候选框；
[0008]根据状态转移滤波器确定所述第一角候选框的第一响应值，以及所述第二 角候选框的第二响应值；
[0009]根据所述第一响应值确定第一最终响应值，并通过所述第一最终响应值确 定所述待跟踪目标的第一角点的位置，以及根据所述第二响应值确定第二最终 响应值，并通过所述第二最终响应值确定所述待跟踪目标的第二角点的位置；
[0010]根据所述第一角点和所述第二角点的位置确定所述待跟踪目标的位置及尺 寸。
[0011]进一步的，所述第一角候选框和第二角候选框分别为所述目标搜索图像块 的左上角候选框和右下角候选框，且所述第一角点为所述第一角候选框的左上 角点，第二角点为所述第二角候选框的右下角点；或者，所述第一角候选框和 第二角候选框分别为所述目标搜索图像块的左下角候选框和右上角候选框，且 所述第一角点为所述第一角候选框的左下角点，第二角点为所述第二角候选框 的右上角点。
[0012]进一步的，根据表达式确定所述待跟踪目标的初始 矩形框大小，其中，x0，y0分别是目标位置的横、纵坐标，w0，h0为表示目标 尺寸的初始矩形框的宽和高；
[0013]提取所述初始矩形框自身的左上角点和右下角点作为跟踪角点；
[0014]根据所述跟踪角点确定所述待跟踪目标的左上角初始框(h
up
，w
up
)和右下 角初始框(h
down
，w
down
)，且
[0015]在所述左上角初始框(h
up
，w
up
)和所述右下角初始框(h
down
，w
down
)处 分别提取所述目标搜索图像块的左上fHOG特征、右下fHOG特征： fHOG
yp
，fHOG
down
；并根据表达式x
i
＝F(fHOG
i
)，(i＝up，down)分别对 fHOG
up
，fHOG
down
进行快速傅里叶变换，其中，F(
·
)为快速傅里叶变换；
[0016]根据表达式获取高斯型回归目标， 其中，y
i
为初始目标得到高斯型的回归目标y
up
，y
down
，rs
up
＝[1，
…
，w
up
/2]， cs
up
＝[1，
…
，h
up
/2]，rs
down
＝[1，
…
，w
down
/2]， cs
down
＝[1，
…
，h
down
/2]，是函数的宽度参 数，cell＝4，σ
′
＝0.1；
[0017]根据表达式对(x
up
，y
up
)， (x
down
，y
down
)进行训练，得到用于所述待跟踪目标的所述跟踪角点的所述状 态转移滤波器；其中， (i＝up，down)为x
i
的自相关，F
‑1(
·
)为快速傅里叶反变换，λ是调节参数 λ＝0.0001，σ
k
是函数的宽度参数。
[0018]进一步的，根据表达式提取所述待跟踪目标的候选框， 其中，为所述待跟踪目标在t
‑
1帧时的位置和尺寸，S
p
表达的候选框为一 个矩形框，p＝1.5为调节参数；
[0019]将所述候选框平均分成四份，提取左上角候选框、右下角候选框分别作为 所述第一角候选框和所述第二角候选框。
[0020]进一步的，根据表达式确定所述第一响应值和所述第二响应值，其中，x
i
为目标的快速傅里叶变换值， z
i
为候选框的快速傅里叶变换值，为x
i
和z
i
的高斯相关性，α
i
为由 训练得到的状态转移滤波器，F
‑1(
·
)为求解傅 里叶逆变换；根据表达式T
i
＝argmax(z
i
_response)，(i＝up，down)确定所 述第一最终响应值和所述第二最终响应值。
[0021]进一步的，该方法还包括：根据所述所述第一最终响应值、所述第二最终 响应值
和预设阈值确定响应值范围；根据响应值范围确定不同的学习率；根据 学习率分别对所述状态转移滤波器进行更新。
[0022]进一步的，根据表达式α
i
＝(1
‑
λ
i
)α+λ
i
α
i
对所述状态转移滤波器进行更 新，其中，λ
i
表示学习率，α
i
表示当前帧的状态转移滤波器。
[0023]本专利技术同时提供了一种运动目标跟踪装置，其包括：
[0024]搜索确定模块，用于根据待跟踪目标当前帧的前一帧的位置和尺寸确定当 前帧的目标搜索图像块，并利用矩形框在所述目标搜索图像块处提取所述待跟 踪目标的第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种运动目标跟踪方法，其特征在于，包括：根据待跟踪目标当前帧的前一帧的位置和尺寸确定当前帧的目标搜索图像块，利用矩形框在所述目标搜索图像块处提取位于该矩形框自身斜对角上的两个矩形区域，以作为所述待跟踪目标的第一角候选框和第二角候选框；根据状态转移滤波器确定所述第一角候选框的第一响应值，以及所述第二角候选框的第二响应值；根据所述第一响应值确定第一最终响应值，并通过所述第一最终响应值确定所述待跟踪目标的第一角点的位置，以及根据所述第二响应值确定第二最终响应值，并通过所述第二最终响应值确定所述待跟踪目标的第二角点的位置；根据所述第一角点和所述第二角点的位置确定所述待跟踪目标的位置及尺寸。2.根据权利要求1所述的运动目标跟踪方法，其特征在于：所述第一角候选框和第二角候选框分别为所述目标搜索图像块的左上角候选框和右下角候选框，且所述第一角点为所述第一角候选框的左上角点，第二角点为所述第二角候选框的右下角点；或者，所述第一角候选框和第二角候选框分别为所述目标搜索图像块的左下角候选框和右上角候选框，且所述第一角点为所述第一角候选框的左下角点，第二角点为所述第二角候选框的右上角点。3.根据权利要求1所述的运动目标跟踪方法，其特征在于：根据表达式确定所述待跟踪目标的初始矩形框大小，其中，x0，y0分别是目标位置的横、纵坐标，w0，h0为表示目标尺寸的初始矩形框的宽和高；提取所述初始矩形框自身的左上角点和右下角点作为跟踪角点；根据所述跟踪角点确定所述待跟踪目标的左上角初始框(h
up
，w
up
)和右下角初始框(h
down
，w
down
)，且在所述左上角初始框(h
up
，w
up
)和所述右下角初始框(h
down
，w
down
)处分别提取所述目标搜索图像块的左上fHOG特征、右下fHOG特征：fHOG
up
，fHOG
dow
；并根据表达式x
i
＝F(fHOG
i
)，(i＝up，down)分别对fHOG
up
，fHOG
down
进行快速傅里叶变换，其中，F(
·
)为快速傅里叶变换；根据表达式获取高斯型回归目标，其中，y
i
为初始目标得到高斯型的回归目标y
up
，y
down
，rs
up
＝[1，
…
，w
up
/2]，cs
up
＝[1，
…
，h
up
/2]，rs
down
＝[1，
…
，w
down
/2]，cs
down
＝[1，
…
，h
down
/2]，是函数的宽度参数，cell＝4，σ
′
＝0.1；根据表达式对(x
up
，y
up
)，(x
down
，y
down
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王丽佳，张华，曹珍，郝敏钗，刘爽爽，孔令钊，
申请(专利权)人：河北工业职业技术学院，
类型：发明
国别省市：