1.一种关键帧引导的虚拟标记动态追踪方法，其特征在于，包括：接收医生在首个彩色图像帧上标注的虚拟标记；其中所述虚拟标记采用像素级别的目标点集进行表示；

获取首个彩色图像帧上的目标点集所在的目标区域，并利用光流算法预测各个点的轨迹，获取在后多个彩色图像帧上的目标点集及其所在的目标区域，以初始化关键帧池；

针对当前彩色图像帧，遍历所述关键帧池，利用稀疏匹配方法进行相似关键帧查询，并基于查询到的相似关键帧与当前彩色图像帧之间的稀疏匹配结果，获取最佳模板；

在所述最佳模板不为空集时，基于所述最佳模板中每一相似关键帧上的目标区域，获取当前彩色图像帧上的追踪区域；

基于首个彩色图像帧上的每一所述目标区域中的目标点集，利用光流算法预测各个点的运动轨迹，获取当前彩色图像帧上的相应追踪区域上的目标点集；合并每一所述追踪区域上的目标点集，获取最终的目标点集，并作为当前彩色图像帧上的追踪标记。

2.如权利要求1所述的虚拟标记动态追踪方法，其特征在于，在获取当前彩色图像帧上的目标点集后，所述虚拟标记动态追踪方法还包括：基于预设的条件，判定当前彩色图像帧为新的关键帧时，将其放入所述关键帧池中；其中所述预设的条件包括：（1）相较于首个彩色图像帧上的所述虚拟标记，在当前彩色图像帧上获取了完整的追踪标记；

（2）获取所述最终的目标点集所在的追踪区域，该追踪区域的中心始终在当前彩色图像帧的预设范围内；

（3）若所述最佳模板中的相似关键帧大于一，距离将上一新的关键帧放入所述关键帧池，已过去超过第一预设数量的彩色图像帧；

若所述最佳模板中的相似关键帧等于一，距离将上一新的关键帧放入所述关键帧池，已过去超过第二预设数量的彩色图像帧，且所述追踪标记与虚拟标记的长度之比，与各自所在图像帧的尺度变化保持一致；

（4）未超出所述关键帧池的最大容量。

3.如权利要求1或2所述的虚拟标记动态追踪方法，其特征在于，所述初始化关键帧池；

具体包括：

采用 表示关键帧，其中j为关键帧池中的关键帧索引；

表示RGB值，W、H分别表示宽度和高度； 表示目标区域； 、 分别表示利用基于描述符的稀疏匹配方法提取的 中的特征点和特征描述； 表示目标点集；

将第0个彩色图像帧F 0指定为关键帧K0∈K，定义其上的目标点集为， 表示第s个像素点的坐标，n表示像素点的个数，表示实数集；

以 为中心的区域 由下式生成：

其中，中心点 ， 为 中所有像素点的横坐标的最大值和最小值的算数平均值， 为 中所有像素点的纵坐标的最大值和最小值的算数平均值；L为目标区域的边长，L不小于 中所有像素点的横坐标和纵坐标的最大值和最小值的差；

定义目标区域 存储四个顶点和中心点 ，表示为

，其中 由 可知，表示 的四个顶点:左上，右上，左下，右下；

利用光流算法预测在后两个彩色图像帧F1和F2的运动V0→1∈ ，V0→2∈ ，并根据光流结果计算所述虚拟标记上的每个像素点 在F1和F2上的轨迹：其中，Inter(∙)表示采样过程，得到相应的目标点集 和 ，并参考公式（1），获取目标区域 和 ；

将F1、F2对应记为关键帧K1、K2，与K0一起构成初始的关键帧池P={ K0, K1, K2}。

4.如权利要求3所述的虚拟标记动态追踪方法，其特征在于，所述针对当前彩色图像帧，遍历所述关键帧池，利用稀疏匹配方法进行相似关键帧查询，并基于查询到的相似关键帧与当前彩色图像帧之间的稀疏匹配结果，获取最佳模板；具体包括：获取当前彩色图像帧Fi的特征点与特征描述；

遍历所述关键帧池中的每一个关键帧Kj，利用稀疏匹配方法获取Fi与Kj之间的匹配点；

统计Kj上目标区域的匹配点个数nji，并选取nji最大的三个关键帧作为相似关键帧Ksimi={Ka,Kb,Kc } P，采用如下公式获取最佳模板：

其中，Kj表示关键帧池中的第j个关键帧，j的取值为a、b或c；nji表示Kj上的目标区域与当前彩色图像帧Fi之间的匹配点个数；σ为第一阈值；Ksimi表示查询到的所有相似关键帧。

5.如权利要求4所述的虚拟标记动态追踪方法，其特征在于，所述基于所述最佳模板中每一相似关键帧上的目标区域，获取当前彩色图像帧上的追踪区域；具体包括：基于Kj⊆Kbest和Fi之间的匹配点，利用RANSAC估计单应性矩阵Hji，Hji的精度由 得到，nin为内点的个数；

当 ≥λ，0<λ<1，λ为第二阈值，则对目标区域 上的四个顶点 进行单应变换，得到 在Fi上的对应位置 ：否则，利用邻域相似变换方法进行顶点坐标转换：

从稀疏匹配结果中提取Fi和Kj的一组匹配 ，xim∈ 和yjm∈ 是表示特征点位置的二维列向量；

搜索目标区域顶点 的N个近邻 ，获取对应的匹配点 ，以得到点 在Fi上的对应位置 ：

其中 ，wt与 和 之间的距离成反比；

基于顶点坐标 ，确定一个初始区域，表示为：

其中， 、 分别表示 在Fi上的对应位置 的横坐标和纵坐标； umin、umax分别表示四个顶点的横坐标的最大值和最小值；vmin、vmax分别表示四个顶点的纵坐标的最大值和最小值；

基于所述初始区域的四个顶点的坐标，确定追踪区域 的中心点 ；

其中， 、 分别表示追踪区域 的中心点 的横坐标和纵坐标；

参考公式（1），获取当前彩色图像帧上的追踪区域 。

6.如权利要求5所述的虚拟标记动态追踪方法，其特征在于，所述基于首个彩色图像帧上的每一所述目标区域中的目标点集，利用光流算法预测各个点的运动轨迹，获取当前彩色图像帧上的相应追踪区域上的目标点集；合并每一所述追踪区域上的目标点集，获取最终的目标点集；具体包括：目标点集 中的每个点pj,s在整个帧Kj上的坐标与相对目标区域 的坐标 具有如下映射关系：光流在目标区域 和追踪区域 上进行，光流预测结果为Vj→i，所述稀疏匹配结果与光流预测结果应一致，用下式计算两者之差：若d≤γ ，γ 为第三阈值，则追踪区域 上的目标点集 中的每个点pji,s通过以下方法获得：否则， 不参与 的计算；

合并每一所述追踪区域上的目标点集 ，获取最终的目标点集 ，表示为：其中，λji为权重，且 =1，λji与nji成正比。

7.一种关键帧引导的虚拟标记动态追踪系统，其特征在于，包括：标记接收模块，用于接收医生在首个彩色图像帧上标注的虚拟标记；其中所述虚拟标记采用像素级别的目标点集进行表示；

关键帧池初始化模块，用于获取首个彩色图像帧上的目标点集所在的目标区域，并利用光流算法预测各个点的轨迹，获取在后多个彩色图像帧上的目标点集及其所在的目标区域，以初始化关键帧池；

最佳模板获取模块，用于针对当前彩色图像帧，遍历所述关键帧池，利用稀疏匹配方法进行相似关键帧查询，并基于查询到的相似关键帧与当前彩色图像帧之间的稀疏匹配结果，获取最佳模板；

区域追踪模块，用于在所述最佳模板不为空集时，基于所述最佳模板中每一相似关键帧上的目标区域，获取当前彩色图像帧上的追踪区域；

标记追踪模块，用于基于首个彩色图像帧上的每一所述目标区域中的目标点集，利用光流算法预测各个点的运动轨迹，获取当前彩色图像帧上的相应追踪区域上的目标点集；

合并每一所述追踪区域上的目标点集，获取最终的目标点集，并作为当前彩色图像帧上的追踪标记。

8.如权利要求7所述的虚拟标记动态追踪系统，其特征在于，在所述标记追踪模块获取当前彩色图像帧上的目标点集后，所述虚拟标记动态追踪系统还包括：关键帧池更新模块，用于基于预设的条件，判定当前彩色图像帧为新的关键帧时，将其放入所述关键帧池中；其中所述预设的条件包括：（1）相较于首个彩色图像帧上的所述虚拟标记，在当前彩色图像帧上获取了完整的追踪标记；

（2）获取所述最终的目标点集所在的追踪区域，该追踪区域的中心始终在当前彩色图像帧的预设范围内；

（3）若所述最佳模板中的相似关键帧大于一，距离将上一新的关键帧放入所述关键帧池，已过去超过第一预设数量的彩色图像帧；

若所述最佳模板中的相似关键帧等于一，距离将上一新的关键帧放入所述关键帧池，已过去超过第二预设数量的彩色图像帧，且所述追踪标记与虚拟标记的长度之比，与各自所在图像帧的尺度变化保持一致；

（4）未超出所述关键帧池的最大容量。

9.一种存储介质，其特征在于，其存储有用于关键帧引导的虚拟标记动态追踪的计算机程序，其中，所述计算机程序使得计算机执行如权利要求1 6任一项所述的虚拟标记动态~追踪方法。

10.一种电子设备，其特征在于，包括：

一个或多个处理器；存储器；以及一个或多个程序，其中所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由所述一个或多个处理器执行，所述程序包括用于执行如权利要求1 6任一项所述的虚拟标记动态追踪方法。

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