[发明专利]一种基于双向跟踪策略的视频卫星移动目标检测方法

权利要求书

1.一种基于双向跟踪策略的视频卫星移动目标检测方法，其特征在于：包括如下步骤，

S1、将*.avi格式的视频卫星影像加载入siamese孪生网络，并确定目标模板，所述目标模板需重塑为siamese孪生网络所需要的127*127*3大小；所述目标模板是以视频卫星影像的第一帧作为初始帧，在初始帧中手动框选出待检测移动目标；

S2、将上一帧中检测到的待检目标框扩增至229*229*3大小，作为当前帧待检测移动目标的搜索区域；

S3、将所述目标模板和所述搜索区域进行数据预处理；

S4、提取目标模板特征图和当前帧搜索区域特征图；

S5、计算目标模板特征图与搜索区域特征图的相似度，输出得分图；若得分图中每个点的分数值均低于预设阈值，则执行步骤S7，将步骤S7得到的前向预测结果作为待检测移动目标当前帧的最终检测结果；否则，先执行步骤S6，再依次执行步骤S7和步骤S8；

S6、对所述得分图进行双三次插值，以将得分图中响应值最大的点映射到大小为229*229*1的搜索区域中，其所在的位置即为待检测移动目标的中心位置，即可获取当前帧的移动目标的第一检测结果Y_孪生；

S7、利用上一帧检测结果，采用双向跟踪策略对待检测移动目标进行二次检测，前向预测得到当前帧的位置Y_t'，记为第二检测结果，反向计算上一帧的位置Y_t-1'；获取前向预测和反向计算两者之间的位置误差ε，ε为前向预测中前向均值偏移向量的函数和反向计算中反向平均移动向量的函数的二范数；

S8、以双向跟踪策略中产生的位置误差作为权重，综合第一检测结果和第二检测结果，获取移动目标当前帧的最终检测结果。

2.根据权利要求1所述的基于双向跟踪策略的视频卫星移动目标检测方法，其特征在于：步骤S2中，若上一帧为初始帧，则将目标模板扩增至229*229*3大小，作为当前帧待检测移动目标的搜索区域。

3.根据权利要求2所述的基于双向跟踪策略的视频卫星移动目标检测方法，其特征在于：步骤S2中，所述搜索区域的各边扩增长度p的计算公式为，

p＝(w+h)/5

其中，w和h分别表示目标模板的长和宽。

4.根据权利要求1所述的基于双向跟踪策略的视频卫星移动目标检测方法，其特征在于：所述数据预处理包括平滑滤波和图像锐化；所述平滑滤波采用超限像素法，所述图像锐化采用梯度锐化法。

5.根据权利要求1所述的基于双向跟踪策略的视频卫星移动目标检测方法，其特征在于：步骤S4具体为，将目标模板和当前帧的搜索区域分别输入到孪生网络预训练的、权重一致且只有五层的卷积网络进行特征提取，得到目标模板特征图和搜索区域特征图。

6.根据权利要求5所述的基于双向跟踪策略的视频卫星移动目标检测方法，其特征在于：所述目标模板特征图和所述搜索区域特征图的大小分别为8*8*128和21*21*128；所述目标模板特征图仅计算一次；所述搜索区域特征图每一帧计算一次。

7.根据权利要求1所述的基于双向跟踪策略的视频卫星移动目标检测方法，其特征在于：步骤S5中，采用皮尔森相关系数法计算目标模板特征图与搜索区域特征图的相似度；计算公式为，

其中，目标模板特征图中的特征向量记为X＝(x₁,x₂,x₃,…,x_n)，搜索区域特征图中的特征向量记为Y＝(y₁,y₂,y₃,…,y_n)；n为特征向量的个数，此处n＝8。