[发明专利]一种基于多核DSP的视觉目标快速检测跟踪并行计算及融合方法

权利要求书

1.一种基于多核DSP的视觉目标快速检测跟踪并行计算及融合方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、针对视觉目标在运动过程中的实际环境，训练Adaboost离线分类器，作为Adaboost检测算子进行目标的快速锁定；

b、锁定目标后，采用核相关滤波跟踪算子实现高速的目标跟踪；

c、采用卡尔曼滤波进行运动估计，通过卡尔曼滤波预测判断、置信度比较策略，将卡尔曼滤波算子、检测算子、跟踪算子有效融合，形成多核算法；

d、采用适合图像数据并行计算的多核DSP，作为多核算法的嵌入式移植载体，按照多核算法中各算子具体任务分配到DSP的不同内核中；

e、采用多核并行计算技术、软件流水技术优化多核算法，加快图像处理速度，完成目标的实时跟踪；

所述步骤c中采用卡尔曼滤波进行运动估计，通过卡尔曼滤波预测判断、置信度比较策略，将卡尔曼滤波算子、检测算子和跟踪算子有效融合，形成多核算法，过程为：

(1)将检测结果作为卡尔曼滤波初始状态值，同时设计卡尔曼滤波状态转移矩阵；采用卡尔曼滤波算子对目标的运动状态进行估计；

(2)以卡尔曼滤波结果作为参考量，分别设计检测结果和跟踪结果的置信度，与设定的经验阈值进行比较，决策当前结果的融合方式；

(3)通过上述策略实现卡尔曼滤波算子、检测算子、跟踪算子有效融合，获取最终计算结果，形成多核算法。

2.根据权利要求1所述的基于多核DSP的视觉目标快速检测跟踪并行计算及融合方法，其特征在于：步骤a中针对目标的实际运动环境，训练适合的Adaboost离线分类器，作为检测算子进行目标的快速锁定，实现步骤如下：

(1)针对视觉目标在运动过程中的实际复杂环境，根据训练量与检测效果，裁剪正负样本比例为1:4的图片作为训练样本；

(2)根据正负样本训练适合具体场景的Adaboost离线分类器，作为Adaboost检测算子进行目标的快速锁定，连续多帧在同一区域检测到目标视为锁定的稳定结果。

3.根据权利要求1所述的基于多核DSP的视觉目标快速检测跟踪并行计算及融合方法，其特征在于：步骤b中锁定目标后，采用核相关滤波跟踪算子实现高速的目标跟踪具体如下：

(1)全局检测锁定目标后，根据目标尺度确定跟踪ROI；

(2)采用核相关滤波跟踪算子实现快速的目标跟踪，得到目标的跟踪结果；

(3)根据跟踪结果，扩展ROI图像，作为下一帧的局部检测区域。

4.根据权利要求1所述的基于多核DSP的视觉目标快速检测跟踪并行计算及融合方法，其特征在于：步骤d中采用适合图像数据并行计算的多核DSP，作为多核算法的嵌入式移植载体，按照多核算法中各算子具体任务分配到DSP的不同内核中，具体如下：

(1)经过多核算法的图像处理计算量分析，选用高主频的多核DSP，型号为TMS320C6678；

(2)按照多核算法中不同算子的任务：目标检测、目标跟踪、策略融合，将不同算子分配给DSP的不同内核中。

5.根据权利要求1所述的基于多核DSP的视觉目标快速检测跟踪并行计算及融合方法，其特征在于：步骤e中采用多核并行计算技术、软件流水技术优化多核算法，加快图像处理速度，完成目标的实时跟踪过程为：

(1)采用多核并行计算技术加快算法执行效率，多核间计算数据的交互采用EDMA的方式，多核间通信机制采用中断方式IPC；

(2)经过耗时分析，针对单核算子中耗时最长的函数，采用软件流水技术进行优化，缩短单核的计算时间。