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1、第期高文，等：多模跟踪技术在轮式侦察车图像处理器的应用7文章编号多模跟踪技术在轮式侦察车图像处理器的应用郝志成1，高文1，2（1．中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春130033；2．中国科学院研究生院，北京100039）摘要：目标跟踪一直是计算机视觉中的热点之一，其在军事侦察、制导、打击以及安防监控等诸多方面均有很好的应用前景。目标旋转形变、遮挡、光照变化等一直是目标跟踪的难题，本文提出多模跟踪技术，采用粒子滤波预测目标位置进行粗定位，而后采用SIFT特征匹配精定位的方法，在解决上述难题上有很好的鲁棒性。该技
2、术已应用在XXX轮式侦察车图像处理器上，已通过各种实验验证，现已投入使用。结论：关键词：多模跟踪技术、粒子滤波、目标跟踪、轮式侦察车、SIFT中图分类号：文献标识码：ATheapplicationofmulti-pattarntrackinginwheeltypescoutcarimageprocessorGAOWen1,2,HAOZhi-cheng1,（1.ChangchunInstituteofOptics,FineMechanicsandPhysics,ChineseAcademyofSciences,Changch
3、un130033,China;2.GraduateUniversityofChineseAcademyofSciences,Beijing100039,China）Abstract:Targettrackingisahotresearchfieldofthecomputervision,andacoretechnologyofmanysystemssuchasMilitaryguidance,surveillance.Varietyillumination,thedeformationandrotationoftarget
4、andmanyothercomplicatedconditionsarealwayshardnuttocrack.Thispapertacklestheaforementionedproblemsbyproposingmulti-patterntracker,whichadoptsparticlefiltertopredicttargetpositionandthenchoosesSIFTcharactermatchingtogettheaccuratepositionofobject.Thistargettracking
5、isquiterobustandhasappliedintheXXXartillerywheeltypescoutcarimageprocessorwhichhasbeenvalidatedinmanyaspectsandhasbeengoneintouse.Keywords:Computervision;Edgedetection;Geometricfigure;Curvefitting;Subpixel1第期高文，等：多模跟踪技术在轮式侦察车图像处理器的应用71引言目标跟踪问题[1,2,3]即首先通过人工或计算机自动选
6、取感兴趣目标，后在每一帧图像中找到选定目标，并标示出来的过程。在实际应用中，跟踪器处理的实时图像都是由可见光CCD或红外照相机等拍摄采集的，由于装配跟踪器的载体处于运动状态、跟踪器本身的振动等造成每一帧的图像光照变化、视场视角变化都很大，再加上对于不同角度目标的旋转形变、以及出现的烟雾、遮挡遮挡阻塞等情况，这些都给跟踪器的工作带来了很大困难，同时也是急需解决的难题[4,5,6]。目前目标跟踪[7,8,9]方面有相关跟踪、重心跟踪等在工程上应用非常成熟的算法，算法研究方面[9,10]可根据处理方式不同将跟踪算法分为基于匹配的
7、算法、基于检测的算法、基于概率预测的方法等。第期高文，等：多模跟踪技术在轮式侦察车图像处理器的应用7基于匹配的方法即采用对每帧图像采用各种类型的特征模板（如Harris特征角点、SIFT特征点[11][12]、目标边缘特征、目标核直方图[13]等）进行匹配的方法实现目标跟踪。这种方法对于目标遮挡等问题解决的不理想。基于检测的方法是利用运动估计[14]、光流法[15]、背景差分法[16]等进行图像分割从而实现目标跟踪。从直观上理解对于检测首先必须有目标，所以该方法对遮挡解决也不理想。基于预测的方法，采用概率论思想，对目标的位
8、置进行预测，从而实现跟踪，比较典型的有卡尔曼滤波[12]、粒子滤波[13]等。这种方法对遮挡有很好的鲁棒性，但需要与其他方法配合使用。针对上述难题，本文对粒子滤波和SIFT算法进行改进，并将多种跟踪算法相结合，提出了多模跟踪技术，通过实验验证解决了这些难题，该项技术在XXX轮式侦察车图像处理器中得到了应
