[发明专利]在相关滤波框架下基于粒子滤波重检测的目标跟踪方法

权利要求书

1.一种在相关滤波框架下基于粒子滤波重检测的目标跟踪方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、计算响应图，采用相关滤波框架进行初步的跟踪测试，通过相关滤波跟踪器给出目标区域的响应图；

S2、决策函数判别，通过决策函数对相关滤波跟踪器给出的目标区域的响应图的可信程度进行判别，并给出判别结果；

S3、目标跟踪定位，如果响应图可信，则直接通过响应图判定目标的中心位置，从而确定目标位置信息；如果响应图不可信，则采用粒子滤波重检测策略对目标区域进行大范围采样，重新计算各个样本的置信图，并取出具有最大响应值的响应图作为最可信的样本，判定目标的中心位置，从而确定目标位置信息；

在步骤S1中，提取特征并训练相关滤波跟踪器，通过相关滤波跟踪器计算响应图，根据跟踪序列给定的第一帧序列训练相关滤波跟踪器；

相关滤波模型由如下公式表示：

其中，x_i表示第i个候选样本，y_i表示第i个样本对应的标签，λ表示正则化参数权重，采用傅里叶变换，公式(1)等价于如下公式：

在跟踪过程中，搜索窗的响应图由下面公式给出：

其中，⊙表示点乘积，且表示学得跟踪目标的外观；

步骤S2包括，决策函数判别如公式(4)，对给定的阈值θ与响应图最大值max R进行对比，如果响应图最大值max R大于等于给定的阈值θ，则认为响应图可信；反之，则认为响应图不可信，

。

2.根据权利要求1所述的在相关滤波框架下基于粒子滤波重检测的目标跟踪方法，其特征在于：步骤S3包括，

目标跟踪定位根据步骤S2的判别结果进行相应的目标跟踪，如果响应图最大值max R大于等于给定的阈值θ，采用相关滤波跟踪器直接对目标进行定位，给出目标的位置信息；反之，则认为响应图不可信，采用粒子滤波重检测策略对目标位置进行重新检测，分别计算每个粒子对应的响应图，进而检测并给出目标的位置信息；

其中，z_m表示第m个粒子对应的搜索窗；R_m表示对应的响应图；

选择具有最大响应值的搜索窗作为可信搜索区域，将其对应的响应图最大值点作为目标的中心位置；

max R_pf＝max{max R₁,max R₂,...,max R_M} (6)

其中，max R_pf表示具有最大响应值点的粒子，max R_m表示第m个粒子对应的响应图最大值。

3.根据权利要求1所述的在相关滤波框架下基于粒子滤波重检测的目标跟踪方法，其特征在于：在步骤S1中，通过相关滤波跟踪器计算目标区域的响应图的步骤包括：

a、从图像帧中找到搜索窗，提取特征；

b、对提取到的特征和相关滤波在频域进行卷积操作；

c、将卷积结果转换到时域得到响应图。