[发明专利]基于核相关滤波跟踪的圆形目标尺度自适应跟踪方法

权利要求书

1.一种基于核相关滤波跟踪的圆形目标尺度自适应跟踪方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)输入图像，并调整图像的分辨率；

(2)通过核相关滤波跟踪模型预测当前目标的跟踪区域；

(3)根据跟踪区域获取自适应候选阈值集；

(4)根据候选阈值进行跟踪有效性确认，并对目标边缘有效特征点进行边缘拟合；

(5)修正跟踪区域位置及图像分辨率；

(6)更新核相关滤波跟踪模型，行进下一次预测；

所述步骤(4)包括以下步骤：

(41)根据候选阈值集中的阈值对跟踪区域图像进行阈值分割，并进行形态学处理，去除掉噪声点的影响；

(42)通过提取阈值分割后的区域轮廓信息确定对应区域的边界信息和面积信息，进行形状、位置的有效性检验，将满足形状、位置条件检验的候选目标中面积最大区域作为最终拟合目标：

长宽比：面积比：

偏移度：

尺度比：

其中，w_i、h_i、s_i、x_max、x_min、y_max、y_min为阈值i对应的目标区域的宽度、高度、面积、右边界横坐标、左边界横坐标、下边界横坐标、上边界横坐标，且x_i＝(x_max+x_min)/2,y_i＝(y_max+y_min)/2；

(43)对跟踪区域进行梯度边缘提取，对目标区域轮廓边界处进行边缘检验：

其中，为轮廓边界坐标值的集合，edge为跟踪区域边缘幅值图；

(44)对内部无边缘区域进行有效性检验：

error_p＝{edge(x_i,y_i)|edge(x_i,y_i)30}

size of error_p10

其中(x_i,y_i)位于内部无边缘区域；

(45)对外部边缘区域进行有效性检验：

其中(x_i,y_i)为外部边缘区域的边缘点坐标，(c_x,c_y)为区域中心坐标，θ为边缘点对应的相位；

(46)采用迭代最小二乘椭圆拟合的方式对所有有效边缘点进行拟合，得到准确的目标尺寸及中心位置：(a b x₀ y₀)。

2.根据权利要求1所述的基于核相关滤波跟踪的圆形目标尺度自适应跟踪方法，其特征在于，所述步骤(3)包括以下步骤：

(31)获取跟踪区域的灰度直方图，并对其进行平滑处理；

(32)求取平滑后灰度直方图的一阶导数图；

(33)根据灰度直方图的一阶导数图选取局部极小值作为候选阈值；

(34)满足步骤(33)所述的阈值t_i为有效阈值。

3.根据权利要求1所述的基于核相关滤波跟踪的圆形目标尺度自适应跟踪方法，其特征在于，所述步骤(5)包括以下步骤：

(51)根据拟合的目标尺寸位置信息进行图像分辨率调整：

(52)修正预测窗口的中心位置：

win_cx＝x₀·rate_x

win_cy＝y₀·rate_y。