全息交互系统的跟踪与检测融合算法的制作方法

本发明涉及全息交互技术领域，尤其是全息交互系统的跟踪与检测融合算法。

背景技术：

单纯的跟踪或者单纯的检测算法都无法在长时间跟踪过程中达到理想的效果，也就是说，想要达到长时间的鲁棒跟踪效果，必须在发生目标丢失后，通过某种检测算法，对目标进行重新定位，以此来完成持续跟踪的任务。通常，在目标发生跟丢的情况后，一种方法就是在下一帧图像中，对目标进行全图匹配搜索，这种方法虽然可以得到较为精确、满意的跟踪结果，但是如果没有特定的硬件支持，这种全图匹配搜索方法是非常费时的，很难满足实时跟踪的要求。

技术实现要素：

本发明提供的全息交互系统的跟踪与检测融合算法，提高了检测的速度，而且具有较高的准确性。

本发明具体采用如下技术方案实现：

一种全息交互系统的跟踪与检测融合算法，具体步骤如下所示：

步骤1、初始化手工选取跟踪目标，并保存匹配模版；

步骤2、采用基于压缩感知的算法进行目标跟踪；

步骤3、利用ncc算法逐帧判断是否发生了目标跟偏或跟丢的情况，若跟丢进入步骤4，否则执行步骤5；

步骤4、利用级联搜索算法进行目标的检测：

步骤41、通过前后两帧目标的位移差来判断目标运动的快慢，如果目标运动较快进入步骤42，否则执行步骤43；

步骤42、根据x和y方向的绝对差值来判断目标的移动方向，如果横向移动较多，采用先横向后纵向的对偶搜索，否则采用先纵向后横向的对偶搜索，搜索完毕进入步骤44；

步骤43、采用三步搜索法来搜索跟丢的目标，搜索完毕进入步骤44；

步骤44、判断是否找到目标，如果找到进入步骤5，否则执行步骤45；

步骤45、采用局部去均值ncc算法检测目标，如果找到进入步骤5，否则执行步骤46；

步骤46、采用全局去均值ncc算法检测目标，如果找到进入步骤5，否则返回步骤2。

步骤5、判断跟踪或检测到的目标与匹配模版是否足够相似，如果足够相似，则更新匹配模版，返回步骤2，否则，保持匹配模版并返回步骤2。

本发明提供的全息交互系统的跟踪与检测融合算法，其有益效果在于：使用局部去均值归一化互相关算法，即在搜索框的小范围内对目标进行滑动窗口式的匹配，这样可以在很大程度上提高检测的速度，而且具有较高的准确性。经过上述的搜索步骤之后，并不能够保证在任何情况下都能准确地定位到目标物体。

附图说明

图1是本发明的步骤流程图。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

如图1所示，本实施例提供的全息交互系统的跟踪与检测融合算法，具体步骤如下所示：

步骤1、初始化手工选取跟踪目标，并保存匹配模版；

步骤2、采用基于压缩感知的算法进行目标跟踪；

步骤3、利用ncc算法逐帧判断是否发生了目标跟偏或跟丢的情况，若跟丢进入步骤4，否则执行步骤5；

步骤4、利用级联搜索算法进行目标的检测：

步骤41、通过前后两帧目标的位移差来判断目标运动的快慢，如果目标运动较快进入步骤42，否则执行步骤43；

步骤42、根据x和y方向的绝对差值来判断目标的移动方向，如果横向移动较多，采用先横向后纵向的对偶搜索，否则采用先纵向后横向的对偶搜索，搜索完毕进入步骤44；

步骤43、采用三步搜索法来搜索跟丢的目标，搜索完毕进入步骤44；

步骤44、判断是否找到目标，如果找到进入步骤5，否则执行步骤45；

步骤45、采用局部去均值ncc算法检测目标，如果找到进入步骤5，否则执行步骤46；

步骤46、采用全局去均值ncc算法检测目标，如果找到进入步骤5，否则返回步骤2。

步骤5、判断跟踪或检测到的目标与匹配模版是否足够相似，如果足够相似，则更新匹配模版，返回步骤2，否则，保持匹配模版并返回步骤2。

本实施例是一种可以缩小目标搜索范围，提高检测速度的长时间实时目标跟踪算法，在融入检测算法之前，首先判断跟踪模块在何时发生了目标丢失的情况，这里采用归一化互相关算法(normalizedcrosscorrelation,ncc)来判断是否发生了目标跟丢的情况。

在搜索时先横向搜索后纵向搜索与先纵向搜索后横向搜索的匹配结果往往是不一样的，甚至相差较多。所以，在计算两帧间位移差的时候，同时判断一下目标的移动方向，当横向的位移量大于纵向的位移量时，说明被跟踪目标物体在横向移动较多。此时，采用先横向搜索后纵向搜索的对偶搜索算法，反之同理。实验表明，通过这种选择性的搜索策略，不仅极大地提高了检测的速度，而且具有较高的准确性。经过上述的搜索步骤之后，并不能够保证在任何情况下都能准确地定位到目标物体。

针对本技术搜索目标偏移量较小的特点，本技术使用局部去均值归一化互相关算法，即在搜索框的小范围内对目标进行滑动窗口式的匹配，这样可以在很大程度上提高检测的速度。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明提出的全息交互系统的跟踪与检测融合算法，涉及全息交互技术领域，包括：步骤1、初始化手工选取跟踪目标，并保存匹配模版；步骤2、采用基于压缩感知的算法进行目标跟踪；步骤3、利用NCC算法逐帧判断是否发生了目标跟偏或跟丢的情况，若跟丢进入步骤4，否则执行步骤5；步骤4、利用级联搜索算法进行目标的检测：步骤5、判断跟踪或检测到的目标与匹配模版是否足够相似，如果足够相似，则更新匹配模版，返回步骤2，否则，保持匹配模版并返回步骤2。本发明可以在很大程度上提高检测的速度，而且具有较高的准确性。经过上述的搜索步骤之后，并不能够保证在任何情况下都能准确地定位到目标物体。

技术研发人员：姚招华
受保护的技术使用者：北京微美云息软件有限公司
技术研发日：2017.08.28
技术公布日：2019.03.05