[发明专利]超复数互相关与目标中心距离加权相结合的跟踪算法

说明书

技术领域

本发明属于彩色目标跟踪技术领域，具体涉及一种“超复数互相关”与“目标中心距离加权”相结合的目标跟踪算法。

背景技术

超复数互相关技术比传统互相关更能体现图像的色彩关联，它表达了两帧图像色彩之间的映射和旋转，找到超复数互相关的模值最大值，可以进行图像配准，同时得到色彩的旋转轴和旋转角度信息^[1]，减少光照变化等的影响，还可以反向旋转，进行图像色彩校正。如今，超复数互相关技术已经应用到彩色图像的图像配准^[1]、光谱分析^[3]、图像数据压缩和边缘检测^[4]等多个领域。

在彩色目标跟踪领域，很多跟踪算法都是提取彩色目标的灰度信息作为跟踪特征，丢失了目标的色彩信息；而目前几乎所有的彩色目标跟踪方法都是对灰度图像处理方法的简单扩展，大多数都是对RGB、YIQ或HIS空间各分量的简单合成，例如，取各分量的平均值或把各分量分别处理的结果进行相加，这样的处理方法不能代表彩色图像的色彩关联。本发明采用超复数互相关的方法，把彩色图像作为一个矢量整体进行处理，提供了目标的完整色彩特征，对目标的匹配提供了更多有用信息。跟踪过程中若发生部分遮挡，总是目标的边缘被阻挡，为了增强对部分遮挡的抗干扰能力，越远离目标中心就应该赋予越小的权值，所以我们把超复数互相关与“目标中心距离加权”^[2]相结合来提高目标跟踪的抗干扰能力，更好地实现了对彩色目标的准确跟踪。

发明内容

本发明的目的在于提供一种体现彩色目标的完整色彩特征并具有抗干扰能力的彩色目标的实时跟踪算法。本发明提出的是一种超复数互相关^[1]与“目标中心距离加权”^[2]相结合的目标跟踪算法。

超复数把彩色图像作为一个矢量整体进行描述，因而能更好地描述图像的色彩关联。设(m，n)为彩色图像中像素的坐标，则彩色图像RGB(R、G、B分别表示红、绿、蓝分量)模型可以表示为如下的无实部的纯超复数：f(m，n)＝R(m，n)i+G(m，n)j+B(m，n)k。

其中，i、j、k为超复数的虚数单位。

在目标跟踪过程中，我们用以目标中心位置(x_c，y_c)为中心的椭圆表示目标^[5]。跟踪过程中若发生部分遮挡，总是目标的边缘被阻挡，为了增强对部分遮挡的抗干扰能力，越远离目标中心就应该赋予越小的权值，所以对每一点χ_i进行中心距离加权^[2]：wd(χi)=1-di2,]]>为了保证特征具有各向同性，所以把椭圆内各像素的距离归一化到单位圆内，则有：