带宽自适应的Mean-Shift跟踪算法研究

针对图像跟踪中目标的尺度和旋转变化,将Lindeberg的尺度理论与Mean-Shift算法结合起来,提出了一种带宽自适应Mean-Shift跟踪算法。该算法在Mean-Shift的框架下,将尺度和旋转量与平移量同等看待,通过求解核函数带宽,计算出目标的变化参数,最终精确定位目标。另外,引入SAD算法对目标进行先期粗略定位,克服了目标做无规律大位移运动时Mean-Shift算法跟踪效果不佳的问题,同时也降低了Mean-Shift算法的迭代收敛次数。大量实验仿真表明,该算法对目标的仿射变化、非刚性形态变化,以及无规律的大位移运动具有有效性和鲁棒性。     

Mean-Shift目标跟踪算法的带宽选取策略

分析不同带宽策略对Mean-Shift目标跟踪算法的影响,提出一种新的带宽策略。构造一个与目标窗口内接椭圆相似的椭圆,利用其长轴和短轴确定带宽,将此带宽策略纳入Mean-Shift算法中进行目标跟踪。实验结果表明,该策略具有良好的跟踪效果,能够有效降低时间复杂度。     

核函数带宽自适应的均值漂移目标跟踪算法

针对均值漂移(Mean Shift)算法在跟踪视频目标过程中核函数带宽固定不变的缺陷,提出了一种核函数带宽与目标大小自适应变化的Mean Shift视频目标跟踪算法.用Mean Shift算法搜索到目标,以搜索框中心不变,将搜索窗口扩大,并计算新搜索框的模型及每个像素的核函数权值;通过将每个像素点的核函数权值代替像素值,并利用不变矩计算方法,识别出能框选住目标的椭圆;根据椭圆参数反求新搜索框的大小(核函数带宽)及位置.实验结果表明,该算法能够有效地跟踪大小变化的目标,并且搜索框能较好地与目标大小相适应.     

Mean-Shift跟踪算法中核函数窗宽的自动选取

传统核窗宽固定的Mean-Shift跟踪算法不能很好地对逐渐增大尺寸的目标进行有效的跟踪.在分析同一目标在不同尺度下核直方图基于Bhattacharyya系数相似性的基础上,发现并证明了在核窗宽固定的条件下,目标在其窗宽范围内进行缩放、平移运动并不影响Mean-Shift跟踪算法空间定位的准确性.在此基础上,提出了一种基于后向跟踪、形心配准的核窗宽自动选取算法.对尺度渐大的车辆进行的跟踪实验验证了该算法的有效性.     

基于PF的窗口自适应Mean-Shift跟踪算法

在视频目标跟踪过程中,Mean-Shift算法存在着核函数带宽固定不变的缺陷,对尺度大小发生变化的目标无法进行有效跟踪。提出一种多尺度理论与粒子滤波器（PF）相结合的改进算法。通过粒子滤波器对多尺度理论统计得到的跟踪窗信息量进行预测修正,据此计算核窗宽大小变化的比例系数,实现跟踪算法的窗口自适应能力。实验结果表明,改进的跟踪算法对尺寸逐渐减小和逐渐增大的目标均能自动选择合适的跟踪窗口大小。     

一种自适应色彩融合的Mean-Shift跟踪算法

针对现有的Mean-Shift算法使用单纯的颜色特征不能适应光线及背景的变化,易受颜色相近物体干扰的问题,提出了自适应色彩融合方法来提高跟踪性能。对背景以极坐标的形式进行不等间隔采样,以融合后的目标直方图与背景直方图具有最小相似性为原则搜索色调与饱和度的最佳线性融合系数;考虑背景与目标的渐变,跟踪过程中在最佳融合系数的自适应调整邻域内调整融合系数;能够有效处理相似物体和颜色相近的大背景带来的干扰。视频序列跟踪结果表明,提出的方法能够实时、稳定地进行跟踪。     

多特征带宽自适应Mean Shift目标跟踪算法

在传统均值漂移跟踪算法中,其核函数带宽缺乏较好的自适应调整特性,且易受背景色干扰。为此,提出一种多特征带宽自适应目标跟踪算法。采用颜色和纹理信息创建特征模型,在最优目标位置区域投影,以生成概率密度分布图,通过计算获得目标密度块的长度和宽度,从而自适应调整核函数带宽,用椭圆锁定目标,椭圆形状参数由目标概率密度的矩运算获得。实验结果表明,该算法能够有效适应目标缩放、旋转等复杂运动,并能抵御一定光照变化及背景色干扰影响。     

基于改进Mean-Shift的颜色直方图地板块跟踪算法

针对传统Mean-Shift算法中密度估计在速度、光线等因素影响下存在丢失目标的缺陷,在Mean-Shift算法基本原理的基础上,提出一种目标颜色直方图和Mean-Shift迭代算法相结合的跟踪方法.将该算法应用于地板块跟踪领域,研究了在遮挡物以及光线影响下该算法的可行性和跟踪效果.仿真和实验结果表明,该算法兼备跟踪快速、识别准确、稳定性好等优点,优于传统的Lucas-Kanade算法、Camshift算法,为地板块跟踪算法的研究提供了一个新的思路.     

一种基于空间直方图的Mean-Shift跟踪算法*

经典的Mean-Shift跟踪算法以颜色直方图为特征对目标进行跟踪。颜色直方图反映的是图像中颜色的组成情况,即出现了哪些颜色以及各种颜色出现的次数。颜色直方图具有旋转不变性、缩放不变性等优点,经常用于图像检索,即通过比较颜色直方图的差异来衡量两幅图像在颜色全局分布上的差异。但是颜色直方图不能反映颜色的空间分布特征,当跟踪目标与背景色颜色相近时可能造成错误跟踪,导致跟踪失败。考虑目标颜色空间分布特征,将空间分布信息融入颜色直方图中,提出了基于空间颜色直方图的Mean-Shift跟踪方法,全面地反映了颜色的整体分布信息和空间分布信息。在VC 6.0上利用新方法和经典Mean-Shift跟踪方法分别对发生遮挡的视频和快速运动的视频进行跟踪,实验结果表明,提出的新方法能够更好地对目标进行跟踪,避免跟踪过程中的目标丢失。     

基于UKF的窗口自适应Mean-Shift算法

传统的Mean-Shift跟踪算法窗口固定,不能对尺度任意变化的目标进行有效跟踪.为此,提出一种多尺度理论与无味卡尔曼滤波器(UKF)相结合的视频跟踪改进算法.利用多尺度理论统计跟踪窗内的信息量,使用UKF对得到的信息量进行预测,通过修正后的信息量计算窗口变化比例系数,对尺度任意变化的目标进行跟踪.实验结果证明,该算法...     

窗宽自适应Mean-Shift跟踪算法

针对固定窗宽Mean-Shift算法在目标运动速度过快或尺度发生明显变化时可能导致跟踪失败的问题,提出一种窗宽自适应的Mean-Shift跟踪算法。该方法基于均值漂移矢量预测跟踪窗口中心位置,同时自动调整跟踪窗口大小,保证目标始终处于跟踪窗口内部,使算法得以准确定位目标;在确定空间位置后,利用基于Bhattacharyya系数的二分法自动选取窗口缩放比例,得到与目标尺度一致的跟踪窗口。实验结果证明,该方法能很好地定位目标的空间位置和尺度。     

目标窗口尺寸自适应变化的Mean-Shift跟踪算法

传统的窗宽尺寸固定不变的MeanShift跟踪算法不能实时地适应目标尺寸大小的变化。将多尺度空间理论与Kalman滤波器相结合,利用Kalman滤波器对尺寸变化的目标面积比例进行预测,用多尺度空间理论中的目标信息量度量方法求出前后相邻两帧的目标特征信息比,将其作为Kalman滤波器的观察值对目标面积比例进行修正,然后与MeanShift算法结合起来对目标进行跟踪,实验结果表明,改进的跟踪算法对尺度逐渐变大和变小的目标都能连续地自动地选择合适大小的跟踪窗口。     

跟踪窗口尺度自动更新的Mean—Shift跟踪算法

Mean—Shift算法作为一种高效的模式匹配算法,已经广泛地应用在实时性要求较高的目标跟踪系统中,但标准的Mean—shift跟踪算法缺乏窗口尺度自动更新机制无法满足图像中运动目标尺寸变化的需要。在分析图像的轮廓检测的基础上提出了一种窗口自动更新方法,实验证明本算法能够有效地跟踪尺寸变化的目标并且提高了跟踪精度,增强了跟踪稳定性。     

基于改进Mean-Shift与自适应Kalman滤波的视频目标跟踪

提出一种改进的Mean-Shift和自适应Kalman滤波器相结合的视频运动目标跟踪算法。对选定的跟踪目标,采用三帧差和区域增长法分割目标并得到主颜色信息。在跟踪过程中,利用自适应的Kalman滤波器估计每一帧的起始迭代位置,再利用改进的Mean-Shift算法得到跟踪位置并作为测量值反馈给自适应Kalman滤波器,并引入遮挡率因子以自适应地调节Kalman估计参数。实验结果表明,该算法能对视频中的运动目标实现检测和连续跟踪,对遮挡也有较好的鲁棒性。     

基于多级纹理特征和Mean-Shift的灰度目标跟踪

由于灰度图像的信息单一,缺乏描述目标的信息,且易受到光照变化的影响,导致灰度图像中的目标跟踪难度较大。为此,提出了一种结合Gabor小波变换特征与旋转不变一致局部二值模式(LBP)纹理描述算子来建立目标的多级纹理特征模型,并采用Mean-Shift来实现目标跟踪的新方法。该算法首先利用Gabor变换提取多尺度、多方向的目标图像特征以扩充特征提取范围,然后应用旋转不变一致LBP算子对这些特征进行编码以增强所提取特征的有效性,最后采用纹理模式联合概率直方图建立目标的多级Gabor-LBP纹理特征模型,并通过Mean-Shift算法来实现目标的跟踪。实验结果表明,该算法可以有效地克服光照变化、混乱及目标旋转的影响。     

基于自适应核窗宽的红外目标跟踪算法

针对传统均值漂移算法无法对对比度低、尺度变化的红外目标进行有效跟踪的问题,提出一种改进MeanShift算法.首先融合灰度和纹理两方面的信息,并分别定义背景灰度和纹理加权系数,实现了目标的准确定位;然后,提出一种基于背景和前景目标相似度的核窗宽选取算法,自动选取窗口缩放比例,得到与目标尺度一致的跟踪窗口.实验结果表明,所提出的算法能够实现对红外目标的跟踪,并且对尺度变化的目标具有较好的适应性.     

基于Mean-shift的改进目标跟踪算法

传统的Mean-shift目标跟踪算法对背景因素比较敏感,采用核加权直方图的方法计算目标模板与候选区域目标特征往往无法实现对运动目标的准确定位。在研究传统算法的基础上,改进了Mean-shift算法中目标特征选取机制,即目标模板采用背景加权,候选目标区域采用核加权。仿真结果表明,该方法实现了在复杂环境背景下对运动目标更加准确的跟踪。     

Mean Shift目标跟踪核函数宽度的自适应调整

Mean Shift算法无需穷尽搜索就可快速定位目标,因此被广泛应用于实时性要求较高的目标跟踪领域中。但传统Mean Shift算法的核函数宽度,也即跟踪窗口是固定的,不能适应目标大小变化,定位精度低。针对该问题,提出一种目标尺度度量方法,并应用于Mean Shift算法中,实现核函数宽度随着目标大小变化而自适应调整,实验仿真结果表明改进后的算法能很好地跟踪目标大小的变化,跟踪效果很好。