一种基于SURF特征的改进Mean Shift的目标跟踪方法
【专利摘要】本发明属于目标跟踪领域，具体涉及一种基于SURF特征的改进Mean?Shift的目标跟踪方法。本发明包括：获取动态视频；从动态视频中获取一张待跟踪目标图像；检测待跟踪目标图像的SURF特征，存入数据库中；数据库中待跟踪目标SURF特征与动态视频中的每帧图像的SURF特征进行匹配，当检测到待跟踪目标后，确定目标在图像中的位置；根据目标位置区域初始化Mean?Shift模板；Mean?Shift对动态视频中之后每一帧图像进行迭代跟踪直到初始模板再次更新；根据跟踪目标确定模板更新频率。本发明解决了Mean?Shift跟踪方法目标模板不能更新的问题，以及核带宽无法改变的问题。
【专利说明】—种基于SURF特征的改进Mean Sh ift的目标跟踪方法
【技术领域】
[0001]本发明属于目标跟踪领域，具体涉及一种基于SURF特征的改进Mean Shift的目标跟踪方法。
【背景技术】
[0002]目标跟踪是指在一序列图像的每幅图像中找到所感兴趣的运动目标所处的位置，它是计算机视觉领域的一个重要研究方向，经常应用于视频监控、人工智能、人机交互等方面。目标跟踪可以提供被监控目标的运动轨迹，也为目标的运动分析提供了可靠的数据信息。目标视频目标跟踪算法主要有基于对比度分析的方法，基于特征匹配的方法，核方法，运动检测(光流法)等等。
[0003]运动目标跟踪在工业、智能监控、人机界面、虚拟现实、运动分析等许多领域有着广泛的应用前景，在科学和工程中有着重要的研究价值，吸引了国内外越来越多研究者的兴趣。视频跟踪技术近年来引起越来越多的研究者们关注，这主要由于两方面原因:一方面，计算和存储成本的大幅度下跌使得以视频速率或近似视频速率采集存储图像序列成为可能；另一方面，视频跟踪技术的极为广阔的市场应用前景也是推动此研究的主要动力。目前，目标跟踪技术已经被广泛应用于众多生活和工作领域。
[0004]2006年Bay和Tuytelaar提出SURF特征，由于SURF特征在处理两幅图像之间发生平移、旋转、仿射变换情况下具有很强的匹配能力，此后被广泛用于工件识别、医学图像配准、人脸识别、3D目标检索跟踪、目标识别和图像特征匹配中，尽管作为SIFT算法的加速版，但是SURF算法在处理两幅图像时速度仍然较慢。2002年Dorin Comaniciu将MeanShift引入到了目标跟踪领域，极大减少了跟踪算法的计算量，Mean Shift是一种基于无参密度估计的目标跟踪方法，以核密度直方图作为描述目标模型和候选模型的特征，MeanShift跟踪方法计算量不大，在目标区域已知的情况下完全可以做到实时跟踪。其次，作为一个无参数密度估计方法，很容易作为一个模块和别的方法集成。另外，采用核函数直方图建模，对边缘遮挡、目标旋转、变形和背景运动不敏感，但是跟踪过程中窗宽的大小保持不变，同时不能对目标模板进行实时更新，在目标的运动中，目标的姿态、环境的光线等会发生变化，用场景图像中已经变化了的目标的候选模板去匹配初始模板，会导致跟踪失败。基于此，本发明提出了一种基于SURF特征的改进Mean Shift的目标跟踪方法，并将其成功应用于视频图像中的目标跟踪。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于克服Mean Shift跟踪方法已有技术的不足，提出一种基于SURF特征的改进Mean Shift的目标跟踪方法。
[0006]本发明的目的是这样实现的:
[0007](I)获取动态视频；
[0008](2)从动态视频中获取一张待跟踪目标图像；[0009](3)检测待跟踪目标图像的SURF特征，存入数据库中:
[0010](3.1)尺度空间构建:
[0011]利用框状滤波器建立多尺度空间，其中框状滤波器的尺寸为=Size =9* (σ-1.2)，size代表滤波器的尺寸，σ为多尺度空间的尺度；
[0012](3.2)快速 Hessian 矩阵检测:
[0013]对于待跟踪目标图像中给定的像素点(X，X) = f(x，y)，则像素点的Hessian矩阵为:
【权利要求】
1.一种基于SURF特征的改进Mean Shift的目标跟踪方法，其特征在于: (1)获取动态视频； (2)从动态视频中获取一张待跟踪目标图像； (3)检测待跟踪目标图像的SURF特征，存入数据库中: (3.1)尺度空间构建: 利用框状滤波器建立多尺度空间，其中框状滤波器的尺寸为:size = 9*(0-1.2)，size代表滤波器的尺寸，σ为多尺度空间的尺度； (3.2)快速Hessian矩阵检测: 对于待跟踪目标图像中给定的像素点(X，X) = f(x，y)，则像素点的Hessian矩阵为:
【文档编号】G06T7/20GK104036523SQ201410273186
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年6月18日 优先权日:2014年6月18日
【发明者】管凤旭, 刘晓龙, 廉德源, 赵拓, 杨长青, 姜倩 申请人:哈尔滨工程大学