[发明专利]一种目标跟踪方法及装置

权利要求书

1.一种目标跟踪方法，利用目标跟踪装置，该装置包括：可见光变焦成像系统，控制计算机，两轴伺服系统；其中，

可见光变焦成像系统由工业相机和可见光变焦镜头两部分组成，工业相机拍摄目标图像，并通过转换传输系统将图像数据传输给控制计算机，可见光变焦镜头则根据跟踪计算机反馈结果控制镜头焦距，进而使得目标在拍摄图像中大小保持恒定；

控制计算机利用跟踪算法确定当前图像中跟踪目标框的具体位置，根据目标跟踪框占图像比例的大小调节镜头焦距，并由跟踪算法给出的目标位置与视场中心点的偏差量来控制两轴伺服系统，即由目标中心距图像中心的偏移量，据此控制两轴伺服系统使目标保持在图像中心区域；

两轴伺服系统主要由转台台体和电控箱两大部分组成，转台台体部分是系统的最终执行机构，采用立式U型结构形式，分别用来完成方位、俯仰两个方向的角运动，控制系统位于机械台体内部下方，用来安放两轴伺服系统的控制部分，其接受控制计算机的控制信号并实现对各框架的实时运动控制，其特征在于：实现步骤如下：

步骤一、在初始帧图像中，根据给定目标区域提取目标的特征图像，训练得到第一个滤波器的特征图像和权重系数，初始化其他滤波器及其滤波器权重；

步骤二、在当前帧图像中以不同尺度获取候选框特征图，分别匹配滤波器进行响应峰值计算；若存在响应峰值大于阈值，则根据最大响应峰值选取对应尺度的候选框特征图和滤波器，更新相应的滤波器并增大其滤波器权重；若不存在响应峰值大于阈值，则进入遮挡状态；

步骤三、遮挡状态时暂停滤波器更新，根据前一帧目标包围框位置确定当前帧中目标检测区域；基于检测高分框位置信息，提取不同尺度候选框特征图像，分别匹配滤波器并计算响应峰值，若检测得分和响应峰值均大于阈值则认为目标重新找回，否则下一帧仍直接进入遮挡状态；

该步骤三中，遮挡状态时暂停滤波器更新，根据k-1帧目标包围框位置确定第k帧中目标检测区域；基于检测高分框位置信息，提取不同尺度候选框特征图像，分别匹配滤波器并计算响应峰值，若检测得分和滤波器响应峰值均大于阈值则认为目标重新找回，跳出遮挡状态，否则下一帧仍直接进入遮挡状态；

第k帧中目标检测区域仍为矩形包围框，其中心图像坐标与k-1帧目标矩形包围框中心相同，长和宽分别为k-1帧目标矩形包围框长和宽的特定倍数；根据矩形检测高分框确定候选框特征图像时，矩形检测高分框和候选框中心图像坐标相同，候选矩形框的长宽分别为矩形检测框长宽的特定倍数η，提取不同尺度候选框即将η取值为不同数值进行特征图像提取；

步骤四、连续20帧遮挡且未找回目标则进入紧急状态，检测范围扩展到全图；

步骤五、重新找回目标后，结束遮挡或紧急状态，若存在某个滤波器的滤波器权重小于阈值则更新该滤波器，否则更新最匹配滤波器，增大更新滤波器的滤波器权重并相应减小其他滤波器的滤波器权重。

2.根据权利要求1所述的目标跟踪方法，其特征在于：

该步骤一中，在初始帧图像中，根据给定目标区域提取目标的特征图像，训练得到第一个滤波器的特征图像和权重系数，初始化其他滤波器，依次进行以下操作：

提取目标特征图像：根据给定目标区域提取其对应的hog特征图像；

训练权重系数：训练的滤波器是原始训练图像循环移位得到所有图像经过非线性变换后的线性组合，线性组合的权重系数就是训练权重系数，其余滤波器的特征图像和权重系数均与第一个滤波器相同，但对应滤波器权重小于第一个滤波器的滤波器权重。