车载视频下改进的核相关滤波跟踪算法

针对相关滤波跟踪算法在车载视频下由于环境复杂及目标尺度变化等情况下容易跟踪失败的问题,该文提出一种基于背景信息的尺度自适应相关滤波跟踪算法。首先利用背景感知相关滤波跟踪器融合方向梯度直方图特征预测目标下一帧位置,然后根据预测位置选取图像块进行检测,最后结合动态尺度比例金字塔模型对目标进行尺度估计。实验选取了KITTI数据库中23段车载视频和标注国内的4段车载视频进行测试,实验结果表明,该算法能有效降低车载环境的复杂背景、目标尺度变化等因素干扰,整体性能优于KCF, DSST, SAMF, SATPLE等主流相关滤波算法,对车载环境下复杂背景和尺度变化的目标跟踪具有鲁棒性。     

结合时空上下文信息的相关滤波目标跟踪方法

针对繁杂环境下目标跟踪稳定性差且易受到遮挡发生漂移的问题,提出一种结合时空上下文信息的相关滤波目标跟踪方法。该算法首先从目标和背景区域提取方向梯度直方图特征和颜色直方图特征,加权融合两种特征的相关滤波响应,建立相关滤波跟踪模型;然后利用目标的背景梯度直方图特征,基于贝叶斯框架通过最大化似然函数得到时空上下文辅助模型;最后自适应融合两种模型响应,得到目标估计位置并采用尺度估计方法解决目标尺度变化问题。在OTB-2013公开标准测试集上与基于相关滤波的运动目标跟踪方法进行了实验对比。结果表明,该算法的平均距离精度值和平均重叠精度值都优于其他算法,能够有效缓解跟踪目标由于遮挡、尺度变化、光照等因素造成的跟踪漂移状况的发生。     

复杂场景下基于自适应特征融合的目标跟踪算法

为提升复杂场景下目标跟踪的鲁棒性,优化模型运行效率,提出一种基于自适应特征融合的相关滤波跟踪算法。该算法采用方向梯度直方图特征和卷积神经网络来对目标进行信息构建,利用特征响应的峰值旁瓣比和旁瓣值占比自适应地确定融合系数,根据融合响应来预测目标位置。为适应场景的变化,降低光照、背景和目标形变等对跟踪的影响,引入平均峰值相关能量来设计滤波器学习率调整机制,动态地进行模型更新。通过对深度特征提取网络进行轻量化设计,降低特征网络参数,提高跟踪速度。在OTB100通用数据集上进行测试,实验结果表明:文中所提算法有效降低了干扰对目标跟踪的影响,且跟踪精度、成功率和速度整体优于对比算法。     

基于相关滤波的长时目标跟踪算法

针对核相关滤波(KCF)在跟踪中由于目标出视野以及遮挡导致跟踪失败的问题,提出一种基于核相关滤波的长时目标跟踪算法。该算法融合梯度直方图特征和颜色提名特征来增强特征的表达能力;考虑到核相关滤波不能解决尺度变化的问题,通过定义尺度池、采集不同尺度的样本计算响应值,然后利用最大响应值得到最佳位置和尺度。最后,针对在长时间目标跟踪过程中,有时不可避免地会出现跟踪失败的情况,通过训练支持向量机对目标进行重新检测以达到长时跟踪的目的。在OTB数据集上对提出的算法和其他主流算法进行对比,实验结果验证了提出算法的有效性和优越性。     

基于卷积神经网络的响应自适应跟踪

针对目标跟踪中的遮挡、旋转、快速运动、形变等问题,本文提出基于卷积神经网络的响应自适应跟踪算法。首先,通过卷积神经网络提取目标的多层卷积特征,利用粒子滤波算法获取目标的多模板响应图,自适应学习目标的期望响应;然后通过构造目标函数的对偶形式解决多模板联合优化问题,计算多模板情况下每层卷积特征的最优滤波参数;最后通过相关滤波算法计算多层滤波响应,通过响应加权融合的方式计算最终响应图,以此估计目标位置。本文利用OTB-2013数据集中的方法测试我们提出的算法,实验表明该算法的整体成功率和精确度为0.884和0.915。本文算法在距离准确度、成功率和平均跟踪误差方面均优于传统的相关滤波跟踪算法,有一定研究价值。     

基于自适应的核相关滤波的目标跟踪算法

针对核相关滤波器(KCF)跟踪算法在目标发生尺度变化和严重遮挡的情况下跟踪失败的问题,提出了一种基于自适应的核相关滤波的目标跟踪算法。该算法运用了尺度估计策略,使跟踪框自适应,用多项式核函数来减少计算量,采用了FHog目标特征代替原来的Hog特征,获取更多的目标特征信息。实验采用OTB-2013评估基准的50组视频序列进行测试,并与其他31种跟踪算法进行对比,测试所提算法的有效性。实验结果表明:所提算法成功率为0.549,精确度为0.736,排名第一,与KCF算法相比,分别提高了3.8%和1.0%。该算法在目标发生尺度变化、严重遮挡等复杂情况下,均具有较强的稳健性和鲁棒性。     

融合深度特征和尺度自适应的目标跟踪算法

针对传统核相关滤波器(Kernel Correlation Filter,KCF)目标跟踪算法在复杂应用场景下准确度和成功率降低的问题,提出了一种融合深度特征和尺度自适应的抗遮挡目标跟踪算法.将传统核相关滤波算法中HOG特征替换为深度特征来建立视觉外观模型增强算法对目标特征的表达能力.通过融合DSST算法中的尺度滤波器...     

基于多特征自适应融合的抗遮挡目标跟踪算法

针对目前的目标跟踪算法在目标发生运动模糊或被遮挡等情况下跟踪效果较差,容易出现跟踪失败等情况,本文提出了一种多特征自适应融合的抗遮挡相关滤波跟踪算法。算法首先提取梯度方向直方图特征HOG和颜色直方图特征,以最大化跟踪质量为目标自适应融合两种特征的相关滤波响应;在跟踪的过程中根据响应图的质量存储高质量滤波模板,采用高质量模板和正常更新模板检测响应图的质量差值来检测目标的遮挡情况,当目标遮挡消失的时候,跟踪器的模板回溯到高质量模板来重新跟踪目标。根据在OTB100、UAV123的实验结果,本文算法相对于其他同类型的相关滤波在跟踪精度和成功率方面表现更好,在发生目标遮挡时仍能很好地跟踪。     

基于上下文感知和尺度自适应的实时目标跟踪

针对传统核相关滤波视觉目标跟踪算法在快速运动、背景杂波、运动模糊等情况下跟踪精度低且不能处理尺度变化的问题,提出了一种基于上下文感知和尺度自适应的实时目标跟踪算法。该算法在核相关滤波算法框架的基础上,引入了上下文感知和尺度自适应方法,增加了背景信息且能够处理目标的尺度变化。首先,利用融合了fHOG（fusion histogram of oriented gradient）、CN（color names）和灰度的特征对目标区域进行采样,训练一个二维位移滤波器,然后,在目标区域建立尺度金字塔,利用fHOG对目标区域进行多尺度采样,训练一个一维尺度滤波器,最后,在模型更新阶段改进了更新策略。在标准数据集OTB-2015上对100组视频序列进行的试验结果表明,提出的算法比基准算法（kernel correlation filter, KCF）精度提高了13.9%,成功率提高了14.2%,且优于实验中对比的其他跟踪算法。在尺度变化、运动模糊、快速运动等条件下,提出的算法在准确跟踪的同时,能够保持较高的速度。     

基于多模板匹配的双模型自适应相关滤波跟踪算法

为有效提升目标跟踪的精确度和实时性,设计了基于多模板匹配的双模型自适应相关滤波跟踪算法。对多模板匹配模型与核相关滤波跟踪模型参数进行初始化处理：多模板匹配模型选取得分函数作为模板与候选样本间匹配准则,通过候选样本得分获取最佳目标,更新多模板后,通过形变多样相似性实现多模板匹配;核相关滤波跟踪模型利用所采集目标样本数据建立循环矩阵,通过训练核化岭回归分类器获取核相关滤波器,并获取响应置信图,再利用响应置信图获取下一帧图像目标位置。通过自适应融合策略获取两个模型所估计目标位置,再采用金字塔尺度估计策略估计目标尺度变化,通过不断更新各模型参数实现目标精准跟踪。实验结果表明,在目标受遮挡或旋转、光照变化等复杂环境下,该算法的中心跟踪误差均低于15 dpi,平均跟踪精确度均高于98%,且目标定位时间低于100 ms,说明该算法在跟踪精确度和实时性上具有明显的应用优势。     

基于多层卷积特征的自适应决策融合目标跟踪算法

针对目标快速运动、遮挡等复杂视频场景中目标跟踪鲁棒性差和跟踪精度低的问题,该文提出一种基于多层卷积特征的自适应决策融合目标跟踪算法(ASFTT)。首先提取卷积神经网络(CNN)中帧图像的多层卷积特征,避免网络单层特征表征目标信息不全面的缺陷,增强算法的泛化能力;使用多层特征计算帧图像相关性响应,提高算法的跟踪精度;最后该文使用自适应决策融合算法将所有响应中目标位置决策动态融合以定位目标,融合算法综合考虑生成响应的各跟踪器的历史决策信息和当前决策信息,以保证算法的鲁棒性。采用标准数据集OTB2013对该文算法和6种当前主流跟踪算法进行了仿真对比,结果表明该文算法具有更加优秀的跟踪性能。     

一种对空红外弱小目标检测跟踪方法研究

为了在对空中小目标打击过程中实现对目标的准确检测与跟踪,针对空中红外弱小目标信噪比低、像素点少等特点,本文基于红外视频图像,采用高斯滤波以及Top-Hat算子对图像进行预处理;利用边缘检测算法对图像中的目标进行检测与定位;根据检测得到的目标初始位置,通过核化相关滤波跟踪算法对目标持续跟踪;最后对跟踪效果做了定量评估。实验结果显示,跟踪最大视场角度误差不超过0.0062°,运行速度平均每帧可达25.3帧/s,该方法能够有效地对空中红外弱小目标进行自动检测跟踪。     

融合灰度与显著性特征的空中红外目标跟踪

针对红外目标特征简单且信息量少导致跟踪精度不高,提出一种基于灰度和显著性特征融合的核相关滤波算法用于空中红外目标跟踪。首先,在保证目标足够特征信息量的前提下对较大的目标进行不同等级压缩。然后将提取的二维灰度特征与显著性特征按页方式进行拼接扩展成三维特征,再将融合的特征用于核相关滤波。实验表明所提算法能够适应多种环境下的空中红外目标跟踪,跟踪精度和成功率典型值分别达到84.8%和63.9%,较大部分算法有很大提高,平均跟踪速度高达125 f/s,体现出了良好的实时性。因此,本文提出的算法在保证实时性的同时提高了跟踪的可靠性,具有一定的实用意义。     

基于多尺度特征融合的红外小目标检测方法

红外小目标检测因其探测距离远、抗干扰能力强等特点,在空中目标探测与跟踪系统中得到了广泛的应用。针对目前红外小目标检测算法在复杂背景下检测准确率低、虚警率高等缺点。提出了一种基于多尺度特征融合的端到端红外小目标检测模型（multi-scale feature fusion single shot multibox detecto,MFSSD）。考虑到红外小目标的特点,通过细化和融合特征图的方法提出了一种特征融合模块,通过SP模块提高特征图不同通道的相关性,3种不同序列红外图像的实验结果表明,该算法在红外小目标检测中的平均检测精度高达87.8%。与传统的多尺度目标检测算法相比,准确率和召回率都有显著提高。     

多目标跟踪中特征融合算子的选择技术研究

在基于信息融合的视频多目标跟踪过程中,特征融合算子的选择是关键.传统的基于特征融合的视频目标跟踪是将两个或两个以上特征作为测量特征通过某一融合机制进行融合权重.在一个高度非线性和难以建立模型的情形下,多目标之间的遮挡现象影响视频特性测量.为了解决该问题,提出了一种动态的选择融合算子的方法,以得到最好的跟踪性能.实验结果表明,动态地选择融合操作,可以提高互相遮挡的多目标跟踪性能.     

一种自适应红外目标尺寸变化的检测跟踪算法

在实际场景中随着红外探测距离的缩小,红外弱小目标的尺寸等会动态增长,常用的红外弱小目标检测跟踪算法便无法继续稳定检测与跟踪。为解决上述问题,本文提出了一种自适应红外目标尺寸变化的检测跟踪方法,借助低阈值信噪比实现弱小目标的初筛,并通过自适应尺寸分割避免大目标漏检误检,构建备选目标库,最后配合使用卡尔曼算法模型预测运动轨迹,完成小范围波门检测,实现目标跟踪。与传统DBT（Detection Before Track）跟踪检测算法相比,本文算法可同时兼顾弱小目标和大尺寸目标的检测跟踪,在所选目标尺寸动态增长的场景中,本文算法的检测跟踪率提升了约10%。     

基于多特征融合相关滤波的红外目标跟踪

针对红外目标分辨率低、对比度差、信噪比低、纹理信息缺失等特点,提出一种融合多特征的红外目标跟踪算法。利用背景感知相关滤波器生成大量真实样本,对红外目标提取HOG特征和运动特征,通过线性求和方式进行特征融合,更好地发挥各自特征优势,实现对红外目标运动的精准跟踪。另外,提出使用空间加权窗代替传统相关滤波器中的余弦窗,可以更加突出目标的中心位置,同时也能很好地抑制边缘效应。采用VOT-TIR 2016数据集对算法性能进行评估,同时和15种流行算法进行比较。结果表明,本文算法在精确度和成功率上的得分分别为0.751和0.697,在精确度和成功率指标方面分别提高了8.8%和15.4%,具有一定的研究价值。     

基于红外运动目标分割的夜视融合系统设计

为了提高夜视系统的质量以及目标探测性能, 设计了红外视频运动目标与可见光融合夜视侦察系统。系统在硬件处理平台上实现了基于人眼视觉的红外运动目标分割算法和基于目标特性的加权融合算法, 采用红外运动目标分割电路和融合处理电路互联的结构, 首先利用FPGA为核心的红外目标分割电路提取红外视频中的运动目标, 然后将只有红外运动目标的视频输入后端DSP融合处理电路中进行融合处理, 最后从系统中输出一系列目标形态突出、背景细节清晰的融合序列。实验结果表明: 该系统可以提高夜视融合系统目标探测性能和探测概率, 融合结果的各项评价指标提高了90%以上, 有的评价指标甚至提高了7倍以上, 可以很大程度地降低系统的虚警率。     

基于帕尔帖效应的动态红外迷彩的机理与实现

相关跟踪算法是红外成像末制导阶段的一种重要跟踪算法,针对该算法,提出一种动态红外迷彩伪装技术,该技术是可控的新型红外伪装手段,它是通过迅速降低目标与背景红外图像帧与帧之间相关度,从而使红外跟踪系统对地面目标的跟踪丢失。在分析红外跟踪系统的相关算法及动态红外伪装原理的基础上,研究了一种基于帕尔帖效应的半导体制冷/制热技术和计算机控制技术的动态红外迷彩伪装技术,并研制了一套实现动态红外迷彩伪装的原理样机。最后,对该样机进行了综合测试和深入分析,结果表明:该样机的相邻两帧红外图像的相关系数均小于0.7,且次高峰与最高峰比较相似,因此该技术可以有效对抗红外系统的相关跟踪。