一种实用的目标跟踪算法

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1、62航天电子对抗第28卷第3期一种实用的目标跟踪算法孙少军，宋华军(1．中国人民解放军91404部队，河北秦皇岛066001；2．中国石油大学(华东)信息与控制工程学院电子信息工程系，山东东营257061)摘要：针对很多高精度目标跟踪算法不能满足实时性要求的问题，提出使用Harris角点检测方法提取目标的少量特征；使用高精度的光流法对提取的部分特征点进行匹配；使用重心算法计算分散特征点的中心作为目标的脱靶量。该算法在保持精度的同时，提高了速度。设计的系统已经应用到实际工程中，对目标旋转、光照变换、变形等具有较高的鲁棒性，并且能够在20ms内完成目标位置的计算，满

2、足实时目标跟踪的要求。关键词：目标跟踪；Harris；光流法；DSP中图分类号：TN971．5文献标识码：AAnappliedtargettrackingmethodSunShaojun．SongHuajun。(1．Unit91404ofPLA，Qinhuangdao066001，Hebei，China；2．CollegeofInformationandControlEngineering，ChinaUniversityofPetroleum(EastChina)，Dongying257061，Shandong，China)Abstract：Manynewhig

3、hprecisionmethodscan’tmeetreal-timerequirementoftargettrackingsystem．Inordertoovercomethisproblem，anewmethodisgivenwhichextractslittlepartoftargetcornerfeaturebyHarriscornerextractingalgorithmandfindsthosefeaturesinthefollowingvideoframe．Intheend，baryalgo—rithmisusedtocomputethebaryo

4、fthosematchedfeaturepointsasdisplacementoftarget．Theproposedmethodisalreadyusedinactuallyprojectsandithashighrobustnesstotargetrotating，illuminationchangeandtargettransform．Moreover，thismethodcangettargetlocationinlessthan20msandmeetsthereal—timerequirement．Keywords：targettracking；Ha

5、rris；opticflow；DSP旋转、轻微变形和匹配的特征点位置改变时，重心算法0引言能够排除少部分偏离特征点的影响。对于目标跟踪算法来说，最重要和最关键的因素为了解决实时性问题，设计了一套高性能的硬件是选择好的特征提取方法口]。角点特征包含能反映图系统，使用最高速的DSP芯片TMS320C6414T和高像局部特征的大量信息并且具有速度快的优点]，本速并行处理能力的现场可编程逻辑芯片(FPGA)。文使用Harris算法提取目标的角点特征。在图像配l角点提取算法准算法中，光流匹配方法具有较高的匹配精度I3]。本文使用光流法在后续帧中匹配模板图像中的角点特在一帧

6、图像中，目标的角点是一个重要的局部特征。为了计算目标的脱靶量，使用速度较快的重心计征，其包含大量的目标信息并很少被亮度变化影响，而算方法求分散特征点的中心作为目标的位置。当目标且具有选择不变特性，仅仅包含图像中0．05oA的像素个数。在没有数据丢失的情况下，角点特征是最小的处理数据集，可以极大提高算法的速度。因此，角点检*基金项目：国家自然科学基金(60873163)收稿日期：2012—02一O1；2012—04—19修回。测在实际中有许多重要的应用，特别在实时目标跟踪作者简介：孙少军(1976一)，男，高工，硕士，主要研究方向为目标领域。当前，常用的角点检测算

7、法包括SUSAN和跟踪、雷达信号处理。Harris方法4l。2012(3)孙少军，等：一种实用的目标跟踪算法63本文用Harris提取目标的特征点，Harris算法过像延迟3行左右。处理后的图像输出给DSP继续进程如下：行后续处理。1)对每个像素使用水平和垂直差分算子滤波，计2)手动选择目标区域，使用Harris算法提取区域算下列矩阵中四个元素值：内目标的角点特征。通过设定目标的大小近似跟踪窗厂J]口大小的方法，提取目标角点特征，并且排除了背景的一LJJ；J特征。在单目标跟踪系统中，目标图像(即跟踪窗口)的式中，J，J是图像的像素值。区域首先人工选择。因为目标区

8、域远远小于整幅图像2)使