[发明专利]配置目标跟踪硬件加速控制方法、系统、存储介质及应用

权利要求书

1.一种配置目标跟踪硬件加速控制方法，其特征在于，所述配置目标跟踪硬件加速控制方法包括：

第一步，完成对感兴趣区域的提取以及样本标签值的计算；

第二步，完成对感兴趣区域目标特征提取，根据目标特点，选择灰度特征、颜色特征或者HOG特征进行配置；

第三步，对提取的目标特征通过不同的核函数进行滤波器的训练以及位置预测，配置为高斯核函数、线性核函数或者多项式核函数；

第四步，根据目标是否发生空间上的位移，选择不同尺度的目标区域进行计算，对响应值进行比较，选择最优目标位置；

第五步，利用当前帧的结果对滤波器的参数进行更新，可选择连续模型更新略或者阈值更新策略。

2.如权利要求1所述的配置目标跟踪硬件加速控制方法，其特征在于，所述第一步还包括对输入帧的感兴趣区域进行提取以及对应样本标签值的计算，感兴趣区域提取电路根据已给出初始帧的位置，使用感兴趣区域选择模块ROI对感兴趣区域进行提取；对于初始帧将选定的区域在Matlab中进行计算其样本标签值的傅里叶变换将所得结果存入二维查找表中。

3.如权利要求1所述的配置目标跟踪硬件加速控制方法，其特征在于，所述第二步还包括对选定的图像区域进行特征提取，选择配置为灰度特征提取、颜色特征提取或者HOG特征提取；

在灰度特征提取电路中，将图像区域归一化为0到1之间，并将像素数据分两路计算，一路使用均值计算模块计算每一帧图像的均值，另外一路利用乒乓FIFO对输入帧进行缓冲，以达到当前帧与对应均值进行匹配做差，所得结果为灰度特征的表示；

在颜色特征提取电路中，通过将RGB图像转化至HSV颜色空间，并在Simulink中，使用乘法器和加减法器对所有可能结果进行表示，对于S分量和V分量可直接输出，而H分量通过选择模块Switch对所有可能结果进行进行级联，根据条件进行选择输出；

在HOG特征提取电路中，利用Simulink中的颜色空间转换模块Color Space Converter将RGB图像转化为灰度图像；利用两个滤波器模块Image Filter，并将其系数设置为[1,0,-1]和[1,0,-1]^T，输出即为x和y方向上的梯度分量；通过乘法器和开方模块Spqt计算每个像素的梯度幅值，同时利用反正切模块Atan进行梯度角的计算；将所得的梯度幅值利用行缓冲模块Line Buffer进行缓冲，并使用延时模块Tapped Delay对缓冲数据构成大小为4x4的邻域，同时将输入的梯度角等分为8个区间，将对应区间的梯度幅值进行累加，得到1x8维数据并行输出，即为一个cell的梯度直方图，根据上述方法计算出4个cell的直方图并依次首尾形成一个block，即输出为1x32维的向量；按照将每个block进行归一化得到最终的HOG特征。

4.如权利要求1所述的配置目标跟踪硬件加速控制方法，其特征在于，所述第三步还包括利用提取到的图像特征和核函数计算滤波器的系数以及位置的预测，的二维傅里叶变换电路，在初始帧中，对于目标模板x先计算行方向上的一维傅里叶变换，并将结果缓冲至RAM中，等待第64行的第64个数据计算完成之后，将RAM中的数据按列进行读出，计算列方向上的一维傅里叶变换，输出为图像特征的二维傅里叶变换；利用图像特征的二维傅里叶变换通过选择合适的核函数进行自相关计算，结果记为选择配置为高斯核函数、线性核函数和多项式核函数；将二维查找表中的样本标签值与核函数利用下式进行计算得出滤波器系数

当后续帧z到来时，通过选择合适的核函数计算待测块z和目标模板x的互相关行，记为然后根据下式计算响应值，并经过二维傅里叶反变换后选取最大值作为目标的最终位置：

5.如权利要求1所述的配置目标跟踪硬件加速控制方法，其特征在于，所述第四步还包括根据对所跟踪目标进行判断，如果目标发生尺度变化，设置尺度因子为0.5,1和1.5，利用最近邻插值方法对图像进行缩放处理，以适配所设计的滤波器，并将其同时送至三路相同的滤波器，并执行第三步的操作。