基于扩展的Haar-Like特征和LBP特征的人脸压缩跟踪算法

针对传统的压缩跟踪算法采用简单的Haar-Like特征而在遮挡、光照变化、物体形变及背景干扰等情况下易产生目标漂移而导致跟踪失败的问题,提出了一种基于扩展的Haar-Like特征和局部二值模式(LBP)特征相结合的改进压缩跟踪算法,并运用于特定目标即人脸的跟踪。利用扩展的Haar-Like特征搜索目标的粗略位置,应用LBP特征充分表征人脸并进行精确跟踪来定位人脸目标的最佳位置。与简单的Haar-Like特征相比,LBP可以构建更稳定的目标表观模型,并扩展原有的Haar-Like特征,使算法在不同环境干扰下更鲁棒,同时也提高了跟踪算法的精度。实验证明:改进后的人脸压缩跟踪算法比传统的算法性能更优越。     

融合颜色与纹理特征的粒子滤波目标跟踪

针对采用单一颜色特征的粒子滤波目标跟踪算法在背景相似、光照变化复杂的场景下会导致跟踪失败的问题,提出一种基于LBP纹理和颜色特征融合的粒子滤波跟踪目标算法。综合加权颜色直方图和LBP纹理直方图进行目标特征描述,建立目标观测模型;同时粒子滤波进行状态预测,利用Bhattacharyya系数进行相似度测量,作为目标区域参考模型更新准则,实现权值更新;最后对权值归一化处理,得到目标位置状态的最终估计。实验结果表明该算法不仅提高了跟踪方法的鲁棒性,而且在目标遮挡、光照变化等干扰下,具有较好的准确性。     

一种快速的自适应目标跟踪方法

由于光照变化、视角差异、相机抖动和部分遮挡等因素的影响,鲁棒的目标跟踪仍然是计算机视觉领域极具挑战性的研究课题.受协同训练和粒子滤波算法的启发,提出一种快速的自适应目标跟踪方法.该方法采用HOG(histogram of oriented gradients)和LBP(local binary pattern)描述目标特征并建立分类器,通过协同训练实现分类器的在线更新,有效解决了误差累积问题.为缩小目标搜索的状态空间,利用ICONDENSATION的运动模型和重要采样提高粒子采样的准确性和效率,并引入校正因子抑制虚假目标的干扰,从而提升了跟踪算法的鲁棒性和分类器更新的准确性.在两组标准测试集和两组自建测试集上的对比实验结果验证了所提出跟踪算法的有效性.与基于全局搜索的跟踪方法相比,该算法在不降低跟踪性能的前提下将处理速度提高25倍以上.     

粒子群优化的压缩跟踪算法

目的 针对基于压缩感知理论的跟踪算法跟踪效率不高和难以抗遮挡的问题,提出一种结合压缩感知和粒子群优化的跟踪算法。方法 将粒子群优化算法结合到压缩跟踪算法中,提出了采用粒子群优化的搜索方法替代在确定候选目标时,采用每隔一个像素选取一个候选目标的搜索策略;在目标发生遮挡时,采用粒子群优化的方法进行整幅图全局搜索。结果 20个视频序列数据库的目标跟踪结果表明,本文算法极大地提高了跟踪效率,并有很强的抗目标遮挡和形变的能力从而提高了跟踪的成功率。20个视频数据库进行了定量的分析,平均成功率达到了65.2%,平均中心位置偏差为33.4,平均每秒运行155.5帧。结论 提出的跟踪算法优化了搜索目标的计算次数,提高了算法的运行效率,当在目标发生遮挡时,采用粒子群优化进行全局搜索直到目标重新出现,从而提高了跟踪算法的跟踪成功率,本文算法能适用于不同场景,能够提高智能视频监控系统的智能监控性能。     

自适应分块优化的目标跟踪算法

为解决复杂环境下光照、遮挡等问题对目标跟踪算法的影响,提出基于自适应分块与异步更新的目标跟踪算法。构建光照不敏感特征和超像素自适应分块,通过双约束对分场中具有高置信度的子块进行自适应提取并用于目标跟踪,提高跟踪的精确性,避免全局搜索对运算效率的影响;通过自适应检测和异步更新特征子块,进一步提高算法效率和对背景的抗干扰能力。实验结果表明,与KCF、DSST等已知文献中的算法相比,文中算法具有更优的跟踪准确率,以及对遮挡、光照变化等复杂场景干扰的鲁棒性,验证了算法的有效性。     

一种基于多样性优化的视频目标跟踪方法

针对粒子滤波算法在视频目标跟踪过程中出现的粒子退化问题,提出一种新的基于多样性优化的粒子滤波跟踪算法。融入基于莱维飞行机制的布谷鸟搜索优化算法,扩大了搜索范围,充分保留了有效粒子的数量和粒子的多样性。在MATLAB 7.0运行环境下进行仿真实验,将该算法与原始粒子滤波算法及基于粒子群优化的粒子滤波改进算法进行状态估计实验对比以及运动目标跟踪实验对比。实验结果表明:该算法具有良好的运行效果,改善了粒子退化与匮乏现象,对视频运动目标可获得较理想的跟踪精度及良好实时性和鲁棒性。     

一种基于肤色与LBP特征融合的人脸跟踪算法

针对目前人脸跟踪方法易受光照变化和背景相近色的干扰,跟踪效果有时不佳或失效的问题,提出引入LBP(Local binary pattern)局部纹理特征,采用LBP直方图和颜色直方图相融合作为人脸特征描述的粒子滤波人脸跟踪方法.该方法在全局颜色和局部LBP纹理两个层次和特征线索上对人脸进行描述.实验结果表明,该方法较单一特征跟踪方法更具鲁棒性.此外,由于人脸目标的运动通常为非匀速运动,为了提高粒子传播的有效性和指导性,本文对人脸跟踪状态方程进行了改进.实验证明,改进后的人脸跟踪算法在各种复杂背景、旋转遮挡和人脸目标非匀速运动的情况下均能取得较好的跟踪效果.     

融合颜色纹理特征的自适应粒子滤波跟踪算法

针对复杂背景下,尤其是当光照条件发生变化以及目标发生遮挡时容易导致跟踪失败的问题,提出了一种基于自适应多特征融合的粒子滤波目标跟踪算法;该算法将RGB颜色直方图和LBP纹理直方图融合起来建立目标参考模型,并且引入Sigmoid函数动态调整两类子特征粒子的权重;仿真结果表明,该算法能在复杂背景下自适应调整两种子特征权重,以克服其中一种特征失效导致的跟踪失败,而且有效地避免了使用单一特征建模的缺点,能够实现更加准确的跟踪。     

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。     

基于粒子滤波后验概率分布的多特征融合跟踪

在光照和目标形变等外部条件变化的情况下,仅利用目标的单一特征难以鲁棒的跟踪目标。提出了一种基于粒子滤波后验概率分布的多特征融合跟踪算法,在粒子滤波跟踪框架下,用直方图模型表征目标的颜色和边缘特征,通过两种特征后验概率之间的"协作"与"学习"实现特征融合,各种场景的试验结果比较表明,新的融合跟踪算法比仅用单一特征跟踪、现有的多特征融合算法具有更好的稳定性和鲁棒性,特别是针对环境光照和目标背景变化较大的情况更具有优势。     

改进粒子群算法在DOA估计中的应用

针对均匀线性阵列的相干信号波达方向（DOA）估计问题,提出了一种结合粒子群优化（PSO）算法和最大似然函数的解相干算法。算法充分利用了PSO算法解决优化问题的优势和最大似然测向的优点,对独立信号、相干信号或二者的混合信号的DOA都能进行有效的估计。为了提高估计性能,对标准PSO算法的惯性权重、最大速度和搜索机制进行了改进。仿真结果证明了改进算法的有效性。     

光照和尺度自适应的Mean Shift人脸跟踪算法

针对原始Mean Shift算法易受光照强度影响及跟踪窗口不随目标尺度自适应变化的问题,提出了一种光照和尺度自适应的Mean Shift人脸跟踪算法。该算法将颜色特征与光照不变性特征局部二值模式结合起来共同表征人脸,增强了复杂背景下目标的跟踪性能,利用矩特征和巴氏系数估计目标的真实尺度,提高了人脸发生较大形变时的适应能力。实验结果表明,提出的算法比传统的基于颜色直方图的Mean Shift算法具有更准确的跟踪结果。     

基于LBP的鲁棒特征提取与匹配方法研究

针对现有的Harris角点提取算法在图像匹配法中,存在精度低、抗干扰和抗光照变化能力弱的缺陷,提出一种基于局部二进制模式（Local Binary Patterns,LBP）和图变换匹配算法（Graph Transformation Matching,GTM）相结合的鲁棒精确匹配算法。采用改进的Harris边缘特征检测提取特征点并选取图像块作为特征区域;采用改进的中心对称局部二进制模式（Center Symmetric Local Binary Patterns,CSLBP）对高维特征进行降维生成24维特征描述子,并依据欧氏距离实现图像粗匹配;采用图变化匹配法剔除误差匹配来改善匹配的精度和鲁棒性。测试结果表明,所建议算法是有效的,它不仅具有良好的抗尺度和旋转变化特性,而且具有较强的噪声抑制能力和抗光照变化能力。提出的鲁棒性算法不仅充分考虑到传统特征匹配算法优缺点,使检测与匹配结果更加准确,而且较Harris算法以及LBP算法稳定性和准确度有了明显的提高。     

基于Uniform LBP和DMMA的单样本人脸识别

在单样本人脸识别系统中,为了获得更好的人脸面部特征,提出了一种融合Uniform LBP特征和多流形判别分析（Discriminative Multi-Manifold Analysis,DMMA）的特征提取方法。对每幅人脸图像进行分块构成一个子集。使用统一局部二值模式（Uniform LBP）算子提取每个子集中图像的直方图,每个子集中的直方图形成一个统计流形,应用DMMA算法获得人脸图像的低维特征。采用基于重建的流形-流形间的距离识别未知的人脸图像。在AR数据库和ORL数据库上实验结果表明,该算法的识别性能优于一般的DMMA算法。     

基于LBP和栈式自动编码器的人脸识别算法研究

LBP算法对光照敏感且能有效地提取图像的纹理结构特征。提出一种基于局部二值模式（Local Binary Pattern,LBP）和栈式自动编码器（Stacked Autoencoders,SAE）的人脸识别算法。用统一模式LBP算子提取分块后的人脸图像的直方图,按顺序连接形成整幅图像的LBP特征,并将其作为栈式自动编码器的输入,完成进一步的特征提取,实现人脸图像的识别与分类。在Extended Yale B等数据库上的实验结果表明,该算法与传统的人脸识别算法和标准的栈式自动编码器相比,对光照变化有更强的鲁棒性,具有更好的识别效果。     

改进型WLD与LBP特征融合的行人检测

为提高行人检测的识别率,提出一种基于改进型韦伯局部描述子(WLD)和局部二元模式(LBP)的特征融合方法进行行人检测。对图像进行二维离散Haar小波变换得到4个不同频率的子图像,对其中1个低频部分提取WLD特征,对3个高频部分提取LBP特征,并将各个子图像的特征串接为1个向量,得到WLD-LBP特征。在INRIA Person数据集上利用SVM作为分类器进行测试,实验结果表明,与单独WLD特征、梯度方向直方图(HOG)特征、PHOG特征以及HOG-LBP特征融合方法相比,该方法的识别率最高,可达98.1%,并且对光照和噪声也有较好的鲁棒性。     

恒定光照下基于LFPL的APTZ调节

为提高光照恒定情况下视觉系统中PTZ调节的主动性和稳定性,提出恒定光照下基于LFPL的APTZ调节方法。采用基于局部粒子滤波的目标预定位方法,对运动目标实现自动估计的标定,提高系统调节的主动性,解决非线性跟踪问题。动态选取光照不变特征滤波粒子克服了光照变化和噪声等因素对目标预定位方法的影响,增强视觉系统的鲁棒性。对水平角和抑角采用Fuzzy控制方法,提高视觉跟踪系统的稳定性。实验结果表明,该方法是正确有效的,使用该系统对变速运动目标的长距离跟踪结果较传统方法更稳定,在光照变化和噪声条件下的运动目标跟踪实验也取得较好的结果。     

局部二进制模式与小波特征融合的掌纹识别

针对利用单一方法进行掌纹图像识别所得的识别率难以提高这一情况,提出一种利用掌纹图像经高斯高通滤波后的局部二进制模式特征和三级小波分解的细节图像的能量特征的融合特征进行掌纹识别的方法。在提取图像的局部二进制模式特征的时候,通过高斯高通滤波增强图像的对比度,从而提取出更有效的局部二进制模式特征,该特征对光照的变化具有一定的鲁棒性;小波变换的细节图像能量数据反映不同频率成分的局部细节特征。实验结果表明所提出的掌纹识别方法的有效性。