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基于相关滤波的红外目标跟踪抗遮挡处理

张晋 王元余 林丹丹 杜欣悦 林宇 兰戈

张晋, 王元余, 林丹丹, 杜欣悦, 林宇, 兰戈. 基于相关滤波的红外目标跟踪抗遮挡处理[J]. 红外技术, 2022, 44(3): 277-285.
引用本文: 张晋, 王元余, 林丹丹, 杜欣悦, 林宇, 兰戈. 基于相关滤波的红外目标跟踪抗遮挡处理[J]. 红外技术, 2022, 44(3): 277-285.
ZHANG Jin, WANG Yuanyu, LIN Dandan, DU Xinyue, LIN Yu, LAN Ge. Anti-occlusion Process of Infrared Target Tracking Based on Correlation Filters[J]. Infrared Technology , 2022, 44(3): 277-285.
Citation: ZHANG Jin, WANG Yuanyu, LIN Dandan, DU Xinyue, LIN Yu, LAN Ge. Anti-occlusion Process of Infrared Target Tracking Based on Correlation Filters[J]. Infrared Technology , 2022, 44(3): 277-285.

基于相关滤波的红外目标跟踪抗遮挡处理

详细信息
    作者简介:

    张晋(1986-),男,云南保山人,硕士研究生,主要研究方向为视频目标识别与跟踪。E-mail:zhangjin_211@163.com

    通讯作者:

    王元余(1989-),男,湖南衡阳人,高级工程师,主要从事红外图像处理的研究。E-mail:wxyjin232425@163.com

  • 中图分类号: TN219

Anti-occlusion Process of Infrared Target Tracking Based on Correlation Filters

  • 摘要: 针对传统的相关滤波算法在红外目标跟踪过程中,目标被完全遮挡后跟踪失效的问题,提出一种结合了多尺度滤波跟踪器和基于深度学习检测器的目标实时跟踪抗遮挡算法。首先使用跟踪器跟踪目标,计算目标的峰值响应强度并比较峰值响应强度与经验阈值的大小以判断目标是否被遮挡或跟踪丢失。然后当目标被遮挡或跟踪丢失时,停止更新跟踪器,由于目标被遮挡后再次进入画面的位置可能会发生巨大变化,并且跟踪器在整个图像中搜索目标的速度特别慢,因此在不降低跟踪精度和速度的情况下,后续帧中采用了检测器检测目标并得到多个目标框。利用检测器得到的目标框,分别利用跟踪器进行相关滤波,针对每个目标框得到一个峰值响应强度,其中峰值响应强度最大且超过经验阈值的目标框即为重新进入画面的目标。通过与多尺度相关滤波算法比较,所提算法在满足实时跟踪的情况下,能有效地解决红外目标被遮挡的问题,具有更高的鲁棒性和精确度。
  • 图  1  基于相关滤波的目标跟踪抗遮挡处理流程图

    Figure  1.  The schematic illustration of anti-occlusion process of target tracking based on correlation filters

    图  2  中波红外下目标跟踪结果(实线:本文算法,虚线:fDSST)

    Figure  2.  The target tracking results of middle-wave infrared images (solid line: proposed algorithm, dotted line: fDSST)

    图  3  长波红外下目标跟踪结果(实线:本文算法,虚线:fDSST)

    Figure  3.  The target tracking results of long-wave infrared images(solid line: proposed algorithm, dotted line: fDSST)

    图  4  中波和长波红外下的平均距离精度

    Figure  4.  The average distance precision of middle-wave and long-wave infrared images

    图  5  中波和长波红外下的平均成功率

    Figure  5.  The average success rate of middle-wave and long-wave infrared images

    图  6  在线测试场景一跟踪结果(从左至右、从上至下分别为第39、41、42、43、44、45帧)

    Figure  6.  The tracking result of online test in the first scene(the frame index are 39、41、42、43、44、45 respectively from left to right and from top to bottom)

    图  7  在线测试场景二跟踪结果(从左至右、从上至下分别为第69、74、76、79、81、92帧)

    Figure  7.  The tracking result of online test in the second scene(the frame index are 69、74、76、79、81、92 respectively from left to right and from top to bottom)

    表  1  检测器测试结果

    Table  1.   The test results of detector

    Target Image number Precision/% Recall/%
    Fighter 864 100 99.3
    Helicopter 864 99.5 99.7
    Patrol 864 100 99.8
    Freighter 864 99.6 100
    Bus 560 99.4 98.7
    Hummer 560 99.3 98.7
    Tank 560 97.7 97.3
    Truck 560 99.6 98.7
    下载: 导出CSV

    表  2  跟踪算法运行速度对比

    Table  2.   Running speed comparison of tracking algorithms

    Algorithm Frames Per Second
    fDSST 105
    Ours 94
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-12-13
  • 修回日期:  2022-01-28
  • 刊出日期:  2022-03-20

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