1.一种基于自适应权重联合学习的相关滤波目标跟踪方法,其特征在于,步骤如下:
步骤一、读入第一帧图像Image1及跟踪目标初始矩形信息;
步骤二、训练位置相关滤波器
(2-1)针对位置滤波器,在相关滤波框架下,围绕第一帧图像目标的中心点位置,依据初始矩形尺度在候选区域内循环采样得到候选样本,并对每一个候选样本提取方向梯度直方图HOG特征,得到训练样本集合X1,其中每个训练样本为 d为特征维度;
(2-2)对训练样本x(m,n)构建目标函数,并添加空间正则化项γ||c*f||2来提高位置滤波器区分背景与目标的能力,其中γ为惩罚系数,*表示卷积运算,c表示从背景区域提取的HOG特征向量;
(2-3)对目标函数进行最小化计算,训练得到初始化的位置相关滤波器f;
步骤三、训练尺度相关滤波器
(3-1)针对尺度滤波器,在相关滤波框架下,围绕第一帧图像目标的中心点位置,在候选区域内依据不同矩形尺度采样得到候选样本,并对每一个候选样本提取HOG特征,并统一候选样本大小,得到训练样本集合Xscale,其中每个训练样本(3-2)对训练样本xscale(m,n)构建目标函数,训练得到初始的尺度相关滤波器fscale;
步骤四、读入下一帧图像Imaget,t>1,获得相关滤波模型和颜色模型的置信度响应图(4-1)在候选区域内提取HOG特征,添加一个余弦窗后,将HOG特征与上一帧图像得到的位置相关滤波器做卷积操作,确保得到平滑的响应图;将卷积操作转换到傅里叶域变成点乘操作,将点乘操作的结果做傅里叶反变换,获得相关滤波模型的置信度响应图Sf;
(4-2)在候选区域内提取颜色直方图特征I,对颜色直方图特征做积分图运算,得到颜色模型的置信度响应图Sh;
步骤五、将平均峰值能量APE作为置信度指标决定融合权重的配比,将步骤四得到的置信度响应图Sf和Sh联合,自适应地融合相关滤波模型和颜色模型,得到最终的位置响应图S(x),S(x)=ωfSf+ωhSh,位置响应图S(x)的峰值点即为预测的目标中心位置,其中ωf和ωh分别为相关滤波模型和颜色模型的融合权重;
步骤六、在当前帧预测的中心位置处的候选区域内,依据不同尺度的矩形采样得到不同尺度样本并提取HOG特征,随后统一尺度样本大小;在傅里叶域,将每个尺度样本的HOG特征与上一帧得到的尺度相关滤波器fscale做点乘运算得到响应图,其中峰值最大的响应图所对应的尺度即为当前帧目标的最优尺度值;
步骤七、视频未结束时,则利用已经获得的当前帧目标信息重复步骤二和步骤三在线更新f和fscale,随后重复步骤四,读入下一帧图像;视频结束时则跟踪结束。