[发明专利]一种基于前视声纳的改进核相关滤波水下目标跟踪方法

摘要

本发明为了得到更好的前视声纳水下目标跟踪效果，提出了一种基于改进核相关滤波算法的水下目标跟踪方法。主要包括如下步骤：(1)前视声纳图像的预处理；(2)选取动态连续变化尺度的检测基样本，利用滤波器模型检测声纳图像目标的最佳位置；(3)根据峰值旁瓣比自适应更新滤波器模型，在更新过程中，选取动态连续变化的训练基样本来计算不同尺度的滤波器模型，最终实现前视声纳水下目标跟踪。对采集的水下目标原始数据进行实验结果分析，验证提出的基于改进核相关滤波算法对前视声纳水下目标跟踪具有较高的跟踪精度，并且当目标尺度发生变化、目标中途消失又出现等情况仍然具有一定的有效性和适应性。

主权项

1.一种基于前视声纳的改进核相关滤波水下目标跟踪方法，具体包括如下步骤：(1)前视声纳图像预处理；(1.1)利用前视声纳采集的原始数据读取v×k个数据，并将数据存储在v×k的矩阵中，同时建立一个u×q大小的图像作为重建后的声纳图像，图像中所有像素点的像素初始值设置为零；(1.2)对于u×q图像中的每一个像素点的坐标(x,y)，利用后向映射反向计算其在v×k矩阵中的对应的行和列的值(m,n)；(1.3)根据重建的灰度声纳图像，利用中值滤波对声纳图像进行去噪并且利用灰度级彩色变换法进行伪彩色处理；(2)选取动态连续变化尺度的检测基样本，利用滤波器模型检测声纳图像目标的最佳位置；(2.1)对不同尺度的检测基样本，提取方向梯度直方图特征；(2.2)利用对应尺度的滤波器模型计算响应图；(2.3)根据峰值最大的响应图预测目标的最佳位置；(3)根据峰值旁瓣比自适应更新滤波器模型，实现前视声纳水下目标跟踪；(3.1)计算响应图的峰值旁瓣比；(3.2)比较响应图的峰值旁瓣比与设定阈值之间的关系，若峰值旁瓣比大于设定的阈值，利用提取的训练基样本特征和训练得到的滤波器系数对相应尺度滤波器模型中的目标特征模板和滤波器系数分别进行更新，否则不更新。