一种在尺度变化和遮挡情况下的视频目标跟踪方法技术

一种在尺度变化和遮挡情况下的视频目标跟踪方法，属于图像处理领域，本发明专利技术为解决LBP跟踪算法在尺度变化和遮挡情况下跟踪效果不理想的问题。本发明专利技术提出了基于LBP算法、归一化转动惯量NMI特征和卡尔曼滤波相结合的优化目标跟踪方法。NMI特征用于判断模板的更新策略，解决目标旋转、尺度变化等导致目标丢失的问题。卡尔曼滤波用于克服遮挡情况下目标容易丢失的缺陷。

【技术实现步骤摘要】

【技术保护点】
一种在尺度变化和遮挡情况下的视频目标跟踪方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、对视频的当前帧图像进行预处理；设定目标模板大小、搜索区域的大小和Kalman滤波初始状态；步骤二、判断在当前帧图像里是否需要重新选取目标模板；如果不需要重新选择目标模板，执行步骤三；如果需要重新选取目标模板，则选择新的目标模板，并对目标模板进行重新初始化，得到目标模版的LBP算子和NMI算子NMI0，然后返回执行步骤一，进行下一帧处理；步骤三、以前一帧图像中目标模板的中心位置为中心建立当前帧图像的搜索区域，在所述搜索区域内遍历搜索，定义LBP模块为搜索区域中LBP算子与目标模板LBP算子相似度最接近的模块，NMI模块为搜索区域中NMI算子与目标模板NMI算子相似度最接近的模块，保存LBP模块的LBP算子NMI特征值NMI1和NMI模块的NMI算子nMinG；步骤四、判断LBP模块是否满足条件nMinCha≤LBPTHreshold；其中：LBPTHreshold为LBP相似度阈值，LBPTHreshold为目标模板的LBP算子的5%?8%；为当前帧图像中LBP模板与目标模板的LBP算子相似度；当满足条件时，认为该LBP模块为目标模块，执行步骤五，当不满足条件时，LBP算子失效，比如尺寸发生变化，执行步骤八，进行NMI算子尺寸不变性的判定；步骤五、是否进行目标模板更新的判断，判断是否满足条件nLBPMinG≤GLBPTHreshold，其中：GLBPTHreshold为转动惯量相似度阈值，GLBPTHreshold=2%?5%；为当前帧中LBP模块与目标模板的转动惯量相似度；当满足条件时，执行步骤六，进行模板更新；当不满足条件时，执行步骤七；步骤六、目标模板更新，保存当前LBP模块为目标模版，对目标模板进行重新初始化， 得到目标模版的LBP算子和NMI算子NMI0；然后执行步骤七；步骤七、将目标位置更新为当前LBP模块的位置或者当前NMI模块的位置；由于跟踪到目标，进行Kalmant滤波更新，计算得到当前时刻的状态估计和协方差矩阵，用于下一时刻的状态估计和预测，然后执行步骤十；步骤八、进行NMI算子尺寸不变性判定，判断是否满足条件nMinG≤GTHreshold，GTHreshold为最小转动惯量相似度阈值，GTHreshold为目标模板NMI算子NMI0的5%?10%；当满足条件时，认为目标的NMI特征变化小，保证了尺寸不变性，可以搜索到目标，执行步骤七，当不满足条件时，认为跟踪目标丢失或被遮挡，执行步骤九；步骤九、利用上一时刻Kalman滤波状态，预测来确定目标的位置，实现遮挡目标的跟踪，然后执行步骤十；步骤十、计算目标脱靶量，即当前时刻预测目标位置与目标最后出现位置的变化量，用于Kalman滤波的下次预测，返回执行步骤一，进行下一时刻帧图像的处理。FDA00003482846700013.jpg,FDA00003482846700014.jpg,FDA00003482846700011.jpg,FDA00003482846700012.jpg,FDA00003482846700021.jpg...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：宋华军，王玉霞，任鹏，胡勤振，周林，刘超，王震，俞其伟，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：