[发明专利]一种遥感卫星视频目标跟踪方法

说明书

本发明涉及一种遥感卫星视频目标跟踪方法，该方法包括：将当前帧输入跟踪算法，将当前帧跟踪的搜索区域裁剪出来，采用特征提取算法对当前帧的搜索区域进行特征提取，获取当前帧的搜索区域特征图F_C；将F_C与前一帧跟踪模型M_C‑1进行相似度计算，确定跟踪目标的位置；判断是否跟踪结束；是，则结束跟踪；否，则采用所述特征提取算法，对当前帧跟踪到的目标位置进行特征提取，得到当前帧目标特征图A_C；根据公式A＝αA₁+βA_C+(1‑α‑β)A_h获得当前帧更新模板A，其中，公式中A_h为前一帧更新模板，α和β为权重；采用所述跟踪算法，对当前帧更新模板A进行模型训练得当前帧跟踪模型M_C；获取遥感卫星视频的下一帧，并将下一帧作为当前帧，重复以上方法，直至跟踪结束。

技术领域

本发明涉及视频目标跟踪方法，具体涉及一种遥感卫星视频目标跟踪方法。

背景技术

在卫星视频中对目标进行跟踪时，涉及到模板的更新问题。对于该问题的解决方法可以分为两类：1.不更新，一直用第一帧作为模板；2.用跟踪的结果作为更新的模板。

Matthews L等人在文献“The Template Update Problem”in IEEE Transactionson Pattern Analysis and Machine Intelligence，vol.26，no.6，2004，810-815.中提到：用第一帧作为模板，虽然第一帧是正确的样本，但是在卫星视频中，遮挡物、周围环境的光照变化等都会影响目标的外观，进而使目标发生形状、尺度的变化，因此只将第一帧作为模板不能适应变化的跟踪环境。

用跟踪结果作为更新的模板，可以在一定程度上适应动态变化的目标和环境。Kenan Dai等人在文献“Visual Tracking via Adaptive Spatially-RegularizedCorrelation Filters”in Proceedings of the IEEE/CVF Conference on ComputerVision and Pattern Recognition(CVPR),2019,4670-4679.中用跟踪的结果作为更新的模板。但是如果跟踪结果有偏差甚至错误，那么这个错误就会影响下一帧的跟踪，导致下一帧的跟踪也是错误的。这种模板更新方法，跟踪的错误会累积，如果跟踪的结果不是非常准确，之后的跟踪错误会越来越大，因此，用跟踪结果作为更新模板的方法，一旦跟踪结果中引入错误偏差，会造成不可逆的跟踪失败问题。

发明内容

本发明的目的在于解决用第一帧做模板不能适应变化的跟踪环境，而用跟踪结果做模板会导致在跟踪过程中，引入的错误偏差在后续帧的跟踪中越来越大的问题，提出一种遥感卫星视频目标跟踪方法。

本发明的技术方案为：

本发明提供一种遥感卫星视频目标跟踪方法，包括以下步骤：

步骤1、将遥感卫星视频第一帧输入跟踪算法，对第一帧进行数据预处理，即把第一帧目标区域裁剪出来，采用特征提取算法对第一帧中目标区域进行特征提取，获取第一帧目标特征图A₁；

在遥感卫星视频跟踪时，第一帧是能完全确定跟踪目标的，因此对第一帧处理时可以直接对目标区域剪裁；

步骤2、将获取的第一帧目标特征图A₁作为模板进行模型训练，得到第一帧的跟踪模型M₁；

步骤3、将遥感卫星视频第二帧输入所述跟踪算法，参照第一帧中的目标位置，把第二帧目标搜索区域裁剪出来，采用所述特征提取算法对第二帧目标搜索区域进行特征提取，获取第二帧的搜索区域特征图F₂；