[发明专利]基于三次样条插值和马尔科夫链的KCF目标跟踪方法

权利要求书

1.基于三次样条插值和马尔科夫链的KCF目标跟踪方法，包括：

获取要从中进行目标跟踪的视频序列，转向执行步骤235；

步骤235，从所述视频中获取按时间顺序的下一帧图像作为当前帧图像，转向执行步骤240；

步骤240，从当前帧图像中提取FHOG(方向梯度直方图)特征，转向执行步骤255；

步骤255，用训练得到的KCF滤波模板H处理当前帧图像的FHOG(方向梯度直方图)特征得到响应值图，并根据响应值图中响应值最大的点所在位置识别所述跟踪目标在当前帧图像中的位置，转向执行步骤260；

步骤260，若识别出所述目标在当前帧图像中被遮挡，则转向步骤270；

步骤270，根据训练得到的权重变化矩阵P、多项式系数矩阵Q以及相对于当前帧图像的前一帧图像的权重W_i-1，确定所述目标在当前帧图像中的预测位置，转向执行步骤280；

步骤280，在当前帧图像中的所述预测位置周围的指定目标框大小的N倍范围内搜索所述目标，转向执行步骤290；

步骤290，若步骤280在当前帧图像中未搜索到所述目标，则转向步骤237；

步骤237，从所述视频中获取当前帧图像的按时间顺序的下一帧图像作为当前帧图像，转向步骤247；

步骤247，从当前帧图像中提取FHOG(方向梯度直方图)特征，以及转向步骤280，其中步骤280使用上次执行时的所述预测位置。

2.根据权利要求1所述的方法，其中

步骤260，若识别出所述目标在当前帧图像未被遮挡，则实现了在当前帧图像中对所述目标的跟踪，以及转向步骤235，以继续在下一帧图像中跟踪所述目标。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中

步骤280，其中若在当前帧图像中的所述预测位置周围所述目标框大小的N倍范围内存在响应值图的响应值最大的点，则确定搜索到所述目标；其中若在当前帧图像中的所述预测位置周围所述目标框大小的N倍范围内不存在响应值图的响应值最大的点，则确定未搜索到所述目标；其中N为3～5的整数。

4.根据权利要求3所述的方法，还包括：

从所述视频中获取一帧图像F作为训练图像；

在所述训练图像中标注所述目标的位置并指定目标框大小；

从所述训练图像、标注的所述目标的位置与指定的目标框生成正样本与多个负样本，用所述正样本与多个负样本训练得到所述KCF滤波模板H。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述KCF滤波模板H的生成过程为：

通过循环矩阵生成一帧图像训练所需要的正样本与多个负样本；

由高斯函数按照以F_i为中心产生相应的G_i；

通过最小二乘法训练如下损失函数：

则滤波器模板为：

其中⊙表示点乘，H^*表示H的复共轭,i表示所述正样本与多个负样本中的第i个训练样本，图像F_i是同第i个训练样本对应的原始图像，或者是从第i个训练样本提取的特征图，G_i为第i个训练样本的响应图。