[发明专利]基于四元数的物体光流跟踪方法

权利要求书

1.一种基于四元数的物体光流跟踪方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步、在图像序列的第一帧中设定待跟踪目标的范围并在此范围内检测Harris角点，并保留角点程度度量大于阈值的Harris角点；

第二步、在所述待跟踪目标的范围内检测四元数颜色角点，并保留颜色角点程度度量大于阈值的四元数颜色角点；

第三步、结合Harris角点以及四元数颜色角点作为光流跟踪的特征集，对特征集中的每一个特征点，采用基于四元数的光流估计算法在图像序列的相邻两帧间进行光流估计，用所得到的光流值更新特征点在第二帧的位置并实现跟踪。

2.根据权利要求1所述的基于四元数的物体光流跟踪方法，其特征是，所述的第一步包括以下步骤：

1.1)计算图像序列的第一帧I在二维空间x和y方向的梯度I_x和I_y作为像素点局部邻域的幅值变化；

1.2)通过幅值相关矩阵M计算角点程度度量，以获得角点程度度量大于阈值γ的Harris角点。

3.根据权利要求2所述的基于四元数的物体光流跟踪方法，其特征是，所述的幅值相关矩阵其中g(σ)为高斯平滑滤波器，σ为滤波器尺寸参数，*为卷积；所述的角点程度度量Cornerness＝det(M)-k trace²(M)，其中det和trace表示幅值相关矩阵M的行列式和迹，k为调整参数。

4.根据权利要求1所述的基于四元数的物体光流跟踪方法，其特征是，所述的第二步包括以下步骤：

2.1)将图像序列的第一帧I表示为纯四元数矩阵I_q，对I_q进行如下的四元数滤波，并分别取滤波结果的饱和度表示x方向的颜色变化程度C_x以及y方向的颜色变化程度C_y：

Hx=R0R*R0R*R0R*[Iq]R*0RR*0RR*0R,]]>C_x＝Saturation(H_x)，

Hy=RRR000R*R*R*[Iq]R*R*R*000RRR,]]>C_y＝Saturation(H_y)，

其中：R＝Se^μπ/4＝S{cosπ/4+sinπ/4}，μ是单位纯四元数

2.2)通过颜色相关矩阵M_q计算颜色角点程度度量，以获得颜色角点程度度量大于阈值γ_q的四元数颜色角点。