一种基于并行粒子滤波的图像目标跟踪方法及装置

摘要

本发明公开了一种基于并行粒子滤波的图像目标跟踪方法及装置。包括如下步骤：1)获得图像序列，定义F为图像序列的第F帧；2)获得需跟踪目标；3)分布粒子点，令F＝2；4)输入第F帧；5)进行亮度滤波，得到直方图；6)比较粒子点与目标直方图，得到归一化权重；7)得到目标在第F帧的坐标；8)输出第F帧，更新目标直方图；9)对第F帧重采样；10)是否继续进行跟踪，继续则进入步骤11)，否则结束；11)令F＝F+1，返回步骤4)，重复步骤4)至步骤10)。本发明打破了传统粒子滤波算法采样、权重计算和重采样三个步骤间的逻辑依赖关系。利用前一帧的归一化权重作为重采样函数，实现了算法的并行化处理。实现了算法的并行化处理和执行加速。

主权项

1.一种基于并行粒子滤波的图像目标跟踪方法，其特征在于包括如下步骤：1)获得一个图像序列，定义F为图像序列的第F帧，定义运动矢量的横坐标、纵坐标分量Vx＝0，Vy＝0；2)获得所需跟踪的图像目标在第一帧图像上的坐标及图像目标所在MK×NP观测窗口的颜色直方图；3)在图像目标附近随机分布粒子点，获得这些粒子点的坐标，每个粒子点对应一个以他们为中心MK×NP的观测窗口，定义F＝1时粒子点的归一化权重，令F＝2；4)输入第F帧图像；5)对图像进行亮度滤波处理得到图像各像素点的亮度分量，产生各像素点所在M×N的图像块内的颜色直方图，将每个粒子点所在MK×NP观测窗口内的K×P个图像块拼接成最终的颜色直方图；6)比较各个粒子点所在观测窗口的颜色直方图与目标颜色直方图的距离，通过预先设置好的查找表，将距离转换为权重，对所有粒子点的权重进行归一化处理，得到归一化权重；7)归一化权重与粒子点坐标加权平均，得到图像目标在第F帧图像上的坐标，更新运动矢量Vx为第F帧与第F-1帧图像目标横坐标的差，Vy为第F帧与第F-1帧图像目标纵坐标的差；8)在原图像上标出目标位置并输出第F帧图像，更新目标颜色直方图；9)通过第F-1帧图像粒子点的归一化权重与更新前的运动矢量Vx、Vy，对第F帧图像粒子点进行重采样，产生第F+1帧图像的粒子点坐标；10)是否继续进行跟踪，继续则进入步骤11)，否则结束整个跟踪过程；11)令F＝F+1，返回步骤4)，重复步骤4)至步骤10)。