(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211021433.6 (22)申请日 2022.08.24 (71)申请人 中国工程物理研究院电子 工程研究 所 地址 621999 四川省绵阳市绵山路64 号 (72)发明人 刘羽　秋勇涛　李思敏　刘友江　 (74)专利代理 机构 中国工程物理研究院专利中 心 51210 专利代理师 张保朝 (51)Int.Cl. G06T 7/246(2017.01) G06T 7/73(2017.01) G06T 5/10(2006.01) (54)发明名称 一种火光遮挡下空中目标关键部位高精度 跟踪方法 (57)摘要 本发明公开了一种火光遮挡下空中目标关 键部位高精度跟踪方法， 所述方法利用火光遮挡 下图像的灰度值特性， 对起火部位的灰度进行补 偿， 然后结合滤波算法， 对补偿后的图像进行匹 配以实现跟踪。 本发明公开的火光遮挡下空中目 标关键部位高精度跟踪方法通过对视频中的火 光遮挡图像进行灰度补偿， 有效解决了火光遮挡 导致的滤波器模板匹配和更新失效问题， 提高了 火光遮挡下空中目标关键部位的跟踪精度， 且直 接对视频图像进行处理， 无需利用大量的数据进 行前期的训练， 有效降低了复杂度。 该方法大大 提升了火光遮挡下关键部位的跟踪精度， 为反无 人机等应用中对关键部位的持续跟踪提供了有 力保障。 权利要求书2页 说明书6页 附图2页 CN 115375734 A 2022.11.22 CN 115375734 A 1.一种火光遮挡下空中目标关键部位高精度跟踪方法， 其特征在于， 所述方法利用火 光遮挡下图像的灰度值特性， 首先对空中目标的起火部位进行灰度进行补偿， 然后结合滤 波算法， 对补偿后的图像进行匹配以实现跟踪。 2.根据权利要求1所述的火光遮挡下空中目标关键部位高精度跟踪方法， 其特征在于， 所述方法具体包括： S1： 获得空中目标的初始图像， 通过检测算法从初始图像 中获取目标， 接着对目标关键 部位进行定位， 并计算初始图像中目标像素点的灰度均值， 之后初始化滤波器模板； S2： 对待处 理图像进行 灰度补偿； S3： 利用相关滤波方法将灰度补偿后的图像与滤波器模板进行匹配， 获得当前帧的目 标中心位置， 并定位目标关键 部位； S4： 利用步骤S3中的匹配结果进行 频域滤波器模板的更新； S5： 重复步骤S2 ～S4， 直至所有帧图像都处 理完毕。 3.根据权利要求2所述的火光遮挡下空中目标关键部位高精度跟踪方法， 其特征在于， 所述步骤S1包括： 1.1： 提取初始图像中的目标， 记目标的中心位置为 并确定目标的关键部位， 记 目标关键 部位的中心位置为 1.2： 计算初始图像中目标 灰度均值 μ0， 表示如下： 其中， IB和JB分别表示从初始图像中提取的目标的横向和纵向的像素点数， i和j分别表 示横向的第i个像素点和纵向的第j个像素点， 1≤i≤IB， 1≤i≤JB； 表示从初始 图像中提取的目标的像素点灰度值矩阵， N代 表正整数集 合； 1.3： 利用相关滤波的方式获得初始的频域滤波器模板 4.根据权利要求3所述的火光遮挡下空中目标关键部位高精度跟踪方法， 其特征在于， 所述步骤S2包括： 2.1： 寻找待处 理的第n帧图像中像素 灰度值大于设定阈值 ε 的像素点 集合Sn： Sn＝{(i,j)|[An]i,j≥ε } 其中， An代表第n帧图像的像素灰度矩阵， 1≤n≤N， 其中N为待处理图像的总帧数； i和j 分别表示横向的第i个像素点和纵向的第j个像素点， 1≤i≤I， 1≤i≤J， I和J分别为第n帧 图像中横向像素点和纵向像素点的总数； 2.2： 在第n帧图像中剔除集 合Sn中的像素， 并求取剩余像素点的均值和方差： 其中， card()代表集合中的元素个数， 均值un和方差 代表了剔除火光后目标和背景权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115375734 A 2的统计特性； 2.3： 将第n帧图像中灰度值不小于un+kσn的点视为起火部位像素点， 寻找这些像素点的 集合： Fn＝{(i,j)|[An]i,j≥un+kσn} 其中， k为偏差系数； 2.4： 利用初始图像中目标的均值μ0对上述Fn中的像素点进行灰度补偿， 得到补偿后的 图像 5.根据权利要求4所述的火光遮挡下空中目标关键部位高精度跟踪方法， 其特征在于， 所述步骤S3中相关滤波方法为核相关滤波跟踪算法， 所述 步骤S3包括： 3.1： 对待处 理帧的图像进行 预处理， 将图像灰度值变换到[ ‑1,1]； 3.2： 利用预处 理后的图像 计算核函数； 3.3： 利用核函数及滤波器模板与预处理后的图像进行频域匹配， 得到匹配的目标中心 点 并对当前帧的目标关键 部位的中心位置 估值如下： 其中， 为初始图像 目标关键部位中心的像素位置， 为初始图像 目标中 心的像素位置； 3.4： 计算第n帧检测到的目标 所对应的频域模板Ψn。 6.根据权利要求5所述的火光遮挡下空中目标关键部位高精度跟踪方法， 其特征在于， 所述步骤S4中更新频域滤波器模板如下： 其中， α 代 表模板更新 率， 为第n‑1帧更新后的频域滤波器模板 。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115375734 A 3