[发明专利]基于协方差矩阵的快速机动目标跟踪方法

权利要求书

1.一种基于协方差矩阵的快速机动目标跟踪方法，包括如下步骤：

1)利用颜色、边缘、像素几何位置等特征构建描述目标的协方差矩阵模型：

1-1)提取图像像素的R，G，B三维彩色特征，提取各彩色通道的边缘特征以及像素的几何位置特征，用以上七维特征构建特征向量：

f_k＝[R(x，y) G(x，y) B(x，y) d(x，y) E_R(x，y) E_G(x，y) E_B(x，y)]

1-2)利用随机采样技术在图像区域内随机抽取N个采样点，利用这N个样本点的七种特征的方差和相关性构造区域协方差矩阵，作为目标的特征模型；

2)利用遗传算法的快速寻优特性，完成目标的粗定位，提高跟踪方法的实时性：

2-1)首先对当前帧图像上各个点的横坐标和纵坐标的位置信息进行整数编码；然后采用抽样法，对种群进行初始化；

2-2)计算两个协方差矩阵间的距离ρ作为遗传算法中个体的适应度值；

2-3)通过选择、交叉、变异、排序等遗传操作进行遗传搜索，当迭代次数达到设定阈值时，迭代终止，输出最佳个体位置，即粗定位；

3)在基于遗传算法的粗匹配的基础上，在最佳个体附近邻域逐点精匹配，从而获得与目标协方差矩阵最相似的位置，获得目标精确定位。

2.根据权利要求1所述的基于协方差矩阵的快速机动目标跟踪方法，其特征在于，在所述的步骤1-1)中，边缘和几何位置特征的计算包括：

1-1-1)依据R，G，B三个颜色通道分别利用Sobel边缘检测算子计算其梯度特征；

1-1-2)利用像素点到区域中心的距离描述各像素点的几何位置特征。

3.根据权利要求1所述的基于协方差矩阵的快速机动目标跟踪方法，其特征在于，在所述的步骤1-2)中，区域协方差矩阵的计算包括：

1-2-1)利用均匀分布函数实现图像区域内像素点的随机采样：

φ(x)=1b-aa<x<b0other]]>

1-2-2)区域协方差矩阵的计算公式为：

CR=1NΣk=1N(fk-μR)(fk-μR)T]]>

其中f_k是步骤1-1)所构建的特征向量，μ_R是区域R中各个像素点对应特征的均值。