复杂场景下灰度图像的运动目标跟踪

提出了一种对复杂场景下灰度图像序列中运动目标分割和跟踪的新方法:首先,利用光流法分割出运动目标;然后,以mean shift算法为核心跟踪感兴趣的目标.跟踪过程中以目标灰度直方图为特征进行帧与帧之间的目标匹配,其匹配的相似度以Bhattacharyya系数来测量.算法中利用Kalman滤波器对运动目标在图像中的位置进行预测,不仅可以有效解决目标的暂时遮挡问题,而且可以缩小模式匹配的搜索范围,提高处理速度.实验结果和对实验相关数据的分析验证了该跟踪算法的有效性和实时性.     

基于Camshift算法的运动目标检测

CamShift算法是一种实时的跟踪算法,它是利用目标的颜色直方图模型得到每帧图像的颜色投影图,并根据上一帧跟踪的结果自适应调整搜索窗口的位置和大小,从而得到当前图像中目标的尺寸和中心位置。本系统主要是基于CamShift的算法设计一个对运动目标跟踪检测系统,本系统既可以对室内环境的运动目标进行跟踪,也可以对视频流中的运动目标进行跟踪。     

基于分块运动估计的对象跟踪方法

针对摄像机运动和场景光照突变的情况,提出了一种基于分块运动估计的对象跟踪算法。首先,对图像进行分块角点匹配,得到各块运动参数,然后对各块进行分块运动补偿和光照补偿;对补偿后的图像进行相邻帧差分得到目标的近似质心位置;跟踪过程则融合运动目标加权颜色直方图和梯度直方图作为目标特征,以所得质心为初始搜索点,采用螺旋搜索算法,进行目标模板和候选目标相似性检测,搜索最佳匹配点得到目标对象在当前帧的准确位置。实验结果表明,该算法能够有效克服光照剧烈变化,在动态背景下能达到对对象的准确跟踪。     

基于帧差法和Mean Shift融合的浮选中颗粒跟踪方法

为了准确地跟踪浮选视频序列中的絮体颗粒,提出一种结合帧差法与Mean Shift的多运动目标跟踪方法。首先使用帧间差分法对视频文件中的初始两帧图像进行差分处理,进而检测得到运动目标,并确定跟踪窗口和跟踪目标的中心位置;然后结合数学形态学处理优化差分图像,滤除噪声干扰;最后利用求得的核直方图模型在下一帧图像内进行搜索,通过Mean Shift算法找到最佳匹配区域,达到对颗粒位置跟踪的目的。结果表明,该算法可以迅速并高效地跟踪浮选过程中的多个絮体颗粒,具有优越的鲁棒性和实时性。     

基于加权直方图和均值漂移的实时跟踪算法

均值漂移算法在跟踪过程中没有有效利用跟踪目标的位置、运动方向等信息,当物体快速移动、旋转时,实时跟踪的目标极易丢失;均值漂移算法利用密度梯度估计跟踪目标,直方图足用来统计图像或图像的某个区域中每个灰度级或颜色级的分布情况的,依据颜色分布进行匹配具有较好的稳定性.跟踪目标的直方图受目标形状变化的影响较小,但通常直方图不包含任何的空间位置信息,加权直方图有效利用了窄间信息.提出了一种加权直方图和均值漂移算法相结合的快速实时跟踪算法.实验证明该算法具有速度快、鲁棒性、稳定的特点,基本达到了实时跟踪处理的要求.     

复杂背景下的快速机动目标跟踪算法

为了解决复杂背景及大视野场景下跟踪机动目标易丢失和跟踪精度低的难题,提出了一种复杂背景下的快速机动目标检测与跟踪算法.利用帧间差分算法提取图像中的机动目标,在初始帧建立机动目标的颜色直方图模型,将后续输入图像的像素值转化为直方图分布下的概率值;根据与目标模型的相似度,将每个候选区域的像素值作为密度;利用自适应均值漂移算法寻找机动目标的真实位置;利用卡尔曼滤波预测目标位置.实验结果表明:算法能够准确地在复杂背景和大视野场景下快速检测并跟踪机动目标.     

基于QP_TR信任域方法的低信噪比序列图像目标跟踪*

运动平台上低信噪比序列图像中的目标跟踪面临着两大困难:平台运动导致图像存在全局平移,使得目标在相邻帧间脱离跟踪算法搜索窗;图像中的干扰使得跟踪窗口经常跳动而导致跟踪失败.鉴于QP_TR信任域算法的优良性能,针对上述两个问题提出了一种新的基于QP_TR信任域和Kalman滤波的跟踪算法.该算法利用QP_TR进行图像稳定和模板匹配,通过Kalman滤波器状态估计滤除干扰.与三步搜索方法相比,加大了搜索窗大小的同时减少了模板匹配的次数,提高了性能.在真实图像序列上进行的实验表明,该算法能有效地稳定运动图像,实现运动平台上低信噪比序列图像中目标的稳定跟踪.     

基于CamShift的目标跟踪算法

CamShift是一种应用颜色信息的跟踪算法,在跟踪过程中,CamShift利用目标的颜色直方图模型得到每帧图像的颜色投影图,并根据上一帧跟踪的结果自适应调整搜索窗口的位置和大小,从而得到当前图像中目标的尺寸和中心位置.在CamShift算法基础上对搜索窗口进行简单运动预测,并增加二次搜索方法,提高跟踪的稳定性.实验结果表明,在图像背景复杂且目标不规则运动的情形下,仍能有效地跟踪到目标.     

基于MeanShift的目标平移与旋转跟踪

针对目前多数实时跟踪算法只能跟踪目标平移运动,不能跟踪旋转运动的问题,提出一种基于Mean Shift的快速旋转跟踪算法。该算法以目标区域的梯度方向分布(直方图)为特征,构造了可用Mean Shift算法寻优的相似度函数,将旋转跟踪转化为寻优问题,并利用Mean Shift寻优过程收敛速度快的特点,有效跟踪目标旋转。又提出交替迭代的方法,将旋转跟踪与Meer的平移跟踪算法融合起来,构造了可以同时跟踪目标旋转和平移完整跟踪算法。     

基于改进直方图映射和均值移位目标跟踪算法

提出了一种改进直方图映射和均值移位结合的目标跟踪算法，根据目标模型各成分直方图比例系数建立索引表，索引号为颜色值，索引内容为颜色对应的归一化目标模型直方图，在索引表中查询输入图像颜色值构建反映目标出现概率灰度图；均值移位算法在生成灰度图中快速定位目标位置。对比实验结果表明，改进的直方图映射算法从根本上抑止模型背景干扰，均值移位算法准确定位目标；系统能实时准确跟踪运动目标。     

遮挡情况下的多目标跟踪算法*

在视频监控系统中,由于背景的复杂变化,运动目标经常会出现部分或全部被遮挡的情况。为了在遮挡条件下进行多目标跟踪,针对运动目标发生遮挡情况下的Mean Shift跟踪问题进行了研究,提出一种新的抗遮挡算法。利用卡尔曼滤波器来获得每帧Mean Shift算法的起始位置,再利用Mean Shift算法得到目标跟踪位置,通过目标遮挡判定机制和目标搜索机制来解决遮挡问题。实验表明,该算法较好地解决了运动目标的遮挡问题。     

基于多尺度特征提取的均值漂移目标跟踪算法

为在图像对比度较低、相似目标过多等情况下较好地实现目标跟踪,提出一种基于多尺度特征提取的均值漂移跟踪算法.前一帧目标区域的特征点经匹配得到后续帧目标区域的特征点,利用所得特征点集的中心坐标修正均值漂移搜索窗位置,以此为约束条件,减小均值漂移迭代产生的偏差.实验结果表明,该算法可以提高跟踪精度、鲁棒性及实时性.     

基于最大似然准则Hausdorff距离的跟踪算法

针对视频处理中运动物体的检测和跟踪问题,提出一种基于最大似然准则Hausdorff距离的目标跟踪算法,首先利用基于GVF的Snake方法获得物体模型;然后采用基于最大似然准则的Hausdorff距离匹配后续帧中的目标,搜索策略采用类似于Rucklidge提出的多分辨率搜索方法,在不影响搜索成功率和目标定位精度的情况下, 可以显著地缩短搜索时间;最后使用Snake方法完成运动物体的轮廓更新.实验表明该方法可以较好地跟踪刚性和非刚性物体,同时对部分被遮挡的目标也有良好的跟踪效果.     

融合图像感知哈希技术的运动目标跟踪

目的 为解决运动目标跟踪时因遮挡、尺度变换等产生的目标丢失以及传统匹配跟踪算法计算复杂度高等问题,提出一种融合图像感知哈希技术的运动目标跟踪算法.方法 本文算法利用感知哈希技术提取目标摘要进行模板图像识别匹配,采用匹配跟踪策略和搜索跟踪策略相配合来准确跟踪目标,并构建模板评价函数和模板更新准则实现目标模板的自适应更新,保证其在目标发生遮挡和尺度变换情况下的适应性.结果 该算法与基于NCC(normalized cross correlation)的模板匹配跟踪算法、Mean-shift跟踪算法以及压缩跟踪算法相比,在目标尺度变换和物体遮挡时,跟踪的连续性和稳定性更好,且具有较低的计算复杂度,能分别降低跟踪系统约6.2%、 6.3%、 9.3%的计算时间.结论 本文算法能有效实现视频场景中目标发生遮挡及尺度变换情况下的跟踪,跟踪的连续性和稳定性良好,且算法具有较低的计算复杂度,有利于实时性跟踪系统的构建.     

融合帧间差分与碰撞算法的快速跟踪预测算法

传统的运动目标跟踪预测算法难以保证机器人对高速运动目标的快速捕捉和提前预测,尤其是运动目标在滑行过程中发生碰撞改变了原有的运动方向,针对这一问题提出了基于帧间差分与碰撞算法相结合的运动目标跟踪预测算法.通过帧间差分法快速识别出平面内运动物体的具体位置和运动速度,根据其运动速度方向判别运动目标是否发生碰撞.当运动目标在运动过程中发生碰撞,采用LS-DYNA显示动力分析软件建立碰撞仿真模型,并用MATLAB拟合仿真数据得到碰撞算法,结合碰撞算法对运动目标的运动轨迹进行预测.结果表明以帧间差分和碰撞算法相结合的运动目标检测跟踪算法对于在平面内运动目标的跟踪预测方面速度更快,完全能够满足机器人对算法快速性的要求.     

交通监控场景中的车辆检测与跟踪算法研究

考虑多目标跟踪过程中存在的实时性和身份跳变问题,提出一种基于检测的多车辆跟踪算法。首先利用Mobilenetv2替换YOLOv3检测算法的主干网络,构建目标检测模块YOLOv3-Mobilenetv2,减少检测算法模型参数,提高检测模块的运行速度;在Mobilenetv2中引入Bottom-up连接,增强多尺度特征图间的信息融合;然后构建基于LSTM的运动模型,解决卡尔曼滤波在非线性系统中产生的预测误差,基于Deepsort跟踪算法,引入LSTM运动模型,形成L-Deepsort跟踪算法;改进L-Deepsort跟踪算法外观匹配策略,提升目标间的关联性;最后融合轻量级目标检测算法YOLOv3-Mobilenetv2与多目标跟踪算法L-Deepsort,形成MYL-Deepsort多车辆跟踪算法,实现多车辆的实时准确跟踪。实验结果表明,该方法在跟踪性能提升的情况下,速度较YOLOv3-Deepsort提高21 frame/s,在TX2平台达到13 frame/s。     

模糊自适应运动目标跟踪算法

运动目标在跟踪过程中往往伴随着尺度、形状的变化,Mean shift跟踪算法由于采用固定的核窗宽度进行运动目标跟踪,因而它本身不能适应这种变化。针对Mean shift算法存在的缺点,提出一种基于模糊推理的自适应Mean shift跟踪算法,该算法利用卡尔曼滤波算法对目标当前位置进行预测;设计模糊判定准则在线调整目标尺度值,利用Mean shift迭代运算逐步逼近目标完成跟踪;利用相似度和置信度系数设计模型更新准则,以实现模板的自适应更新。实验结果证明,该算法能够适应目标尺度和背景的变化,较普通的Mean shift跟踪算法不仅跟踪精度提高,而且鲁棒性更强。     

士兵射击视频对抗系统的运动目标捕捉与跟踪

对士兵射击视频对抗系统中运动士兵目标检测的跟踪过程进行研究。针对捕捉与跟踪目标算法的实时性问题,在传统的背帚差分法基础上,提出一种优化捕捉区域的算法,将“捕捉带”缩小为“捕捉线”,在保证检测精度的前提下,尽可能缩短对非零值像素点信息的搜索时间;运用区域生长法对跟踪区域内对象进行合理合并,从而加快士兵运动轨迹的检测速度,提高系统的实时性。     

融合灰度和SURF特征的红外目标跟踪

由于红外图像对比度低、色彩信息匮乏且灰度级动态范围小,基于红外成像的目标跟踪一直是本领域研究的难点和重点。提出了一种融合灰度核直方图和SURF(speeded up robust features)特征的红外目标跟踪算法。在首帧采用灰度核直方图和SURF特征分别描述目标模板,在以后每帧中利用均值漂移算法快速找到局部最优解。考虑到灰度直方图特征信息量少,跟踪误差逐渐累积,采用改进的SURF特征点匹配算法估算当前帧目标尺度和中心位置,及时修正累积误差,避免跟踪窗口漂移且能自适应调整跟踪窗口大小,此外更新目标模板,最终准确跟踪目标。真实场景实验结果表明,本文算法在目标外观发生较大尺度变化、周边具有相似表观物体时能稳定跟踪目标,具有很强的稳健性,且满足实时性要求。     

基于SAD与UKF-MeanShift的主动目标跟踪

针对复杂场景下动态目标难以准确分割以及目标难以准确定位的问题,提出将绝对差值和(SAD)方法、无迹卡尔曼滤波(UKF)和Mean shift算法相结合的混合自主跟踪动态目标的方法。首先,采用SAD方法获相邻两帧的视差信息,利用视差实现动态目标的检测,并依此建立目标的核直方图描述模型和状态空间模型,然后UKF算法对状态空间进行滤波估计,最后采用Mean shift 算法精确定位目标。实验结果表明该方法不仅能有效检测场景的动态目标,同时还能获得目标的运动信息。文中所提出的基于UKF-Mean shift的跟踪策略与相关算法相比,体现出较好的跟踪效果与时间性能。