[发明专利]一种基于光照不变特征的核循环目标跟踪方法

权利要求书

1.一种基于光照不变特征的核循环目标跟踪方法主要包括以下几个步骤：

A.计算图像的局部敏感直方图：由于灰度直方图不含有空间信息，基于片段的跟踪把目标分成几个区域，每一区域用局部直方图表示，局部直方图记录了图像像素周围空间的统计信息，已被证明在目标跟踪中是行之有效的,在局部直方图中，局部领域中的每个像素有同等贡献,然而，对目标跟踪，远离目标中心的像素可能包含背景信息或遮挡物体信息，应赋予更小权值，从而降低它们对直方图的贡献；因此，应计算图像的局部敏感直方图,在像素p点，局部敏感直方图可表示为:

其中α∈(0，1)是控制降低权重的参数，当一像素远离目标中心时其值下降；W是局部区域像素的总个数，D是灰度级的总数，当灰度值I_q属于灰度级d时，Q(I_q，d)的值是1,否则为0；

像素p属于灰度级d的概率为该点四邻域属于该灰度级概率乘以位置权值α，如图1所示，即：

计算时分别按x和y方向统计，其邻域灰度级概率统计迭代进行,这样计算的直方图考虑了每个像素点根据位置对p点灰度级统计的贡献；

B.提取光照不变特征：为了克服光照变化的影响，在LSH的基础上提取稠密光照不变特征(Illumination Invariant Features,IIF),其方法如下：

其中k是常数＝0.1，r_p可由kI_P近似表示，I_p表示像素p的灰度值，d_p示相对应的像素p的灰度值的灰度级；

C.基于光照不变特征的核循环目标跟踪：将光照不变特征作为核循环矩阵跟踪算法的输入，实现光照不变特征在核循环矩阵跟踪中的应用，得到更优的跟踪性能,因此基于局部敏感直方图的核循环矩阵跟踪具备处理光照变化剧烈情况下目标稳定跟踪的能力；算法流程如下：

(1)初始化跟踪目标，手动选取目标，为消除边界不连续影响，用余弦窗对目标进行预处理，然后，计算图像的归一化局部敏感直方图，再计算光照不变特征，生成初始模板，计算每个像素的权重α,

(2)读取新一帧图像，计算图像的归一化局部敏感直方图，再计算光照不变特征，计算在当前帧采样与模板间的置信图，找到响应最大的位置，即为跟踪目标位置,

(3)在新的位置重新训练α，由插值因子生成目标模板和新的α

(4)转到(2)处对下一帧进行处理；直到处理完所有的帧结束。