[发明专利]一种基于边缘增强模板匹配的运动目标主动跟踪方法

摘要

一种基于边缘增强模板匹配的运动目标主动跟踪方法，实现步骤为：首先采用改进的跟踪目标选定准则，选定感兴趣目标，并建立目标的灰度模板，启动主动跟踪模式；其次，对目标模板和搜索区域进行高斯平滑、归一化和阈值化处理后，得到边缘增强后的阈值化图像；然后，采用快速傅里叶变换与积分图像快速模板匹配相结合的方法，实现目标的快速定位，并对目标匹配模板进行更新；最后通过对摄像机控制指令进行标定，形成标定指令，进而利用卡尔曼滤波预测目标下一帧的位置并根据标定指令向摄像机发出运动控制指令，控制云台运动，实现对目标进行主动跟踪。本发明能够对普通无反馈控制云台进行控制，实现对目标进行主动跟踪。

主权项

1.一种基于边缘增强模板匹配的运动目标主动跟踪方法，其特征在于实现步骤为：(1)在球机静止情况下，对实时采集的视频进行运动目标检测并对视野内的所有运动目标进行自动跟踪，通过人工选取感兴趣目标启动主动跟踪模式；(2)在主动跟踪模式下，对选定的感兴趣目标通过自动计算标准差的高斯滤波器对图像进行平滑，经过归一化和阈值化得到目标模板的阈值化图像；(3)在对目标模板阈值化处理后，采用结合快速傅里叶变换与积分图像的模板匹配方法，使用缩放比例为0.9、1和1.1三种尺度下的缩放模板，实现目标的快速定位，并对目标的匹配模板进行更新，得到最新的自适应更新模板的具体步骤为：(31)采用整体模板匹配的目标搜索策略，计算目标模板和搜索窗之间的相关系数曲面式中，t为目标模板，s为搜索窗，m和n为搜索窗左上角的横坐标和纵坐标，K和L分别为模板的宽、高，c为相关系数曲面；(32)在模板匹配过程中，为适应目标的形状和颜色信息在视频中的不断变化，对目标的匹配模板进行实时自适应加权更新，获得下一帧的目标匹配模板t_n+1式中，t_n为第n帧模板匹配时子块的灰度值；b_n为子块匹配上的灰度值；t_n+1为第n+1帧模板匹配时子块的灰度值；c_max为匹配上的相关系数；τ_t为所设相关系数阈值；λ为模板更新率；(4)利用自适应更新模板实时监测目标，并以目标质心到图像中心的距离作为球机的反馈，结合卡尔曼滤波预测模型预测出目标在下一帧的位置，计算第一帧的球机控制指令，控制镜头中心对准目标，进而在连续帧中对球机输入旋转和扫描指令，控制球机运动，对目标进行跟踪，使目标保持在镜头中心，实现对感兴趣运动目标进行主动跟踪。