结合颜色和结构信息的粒子滤波跟踪算法

单纯依靠颜色信息往往使得目标跟踪不稳定.为了在复杂背景和光照变化等干扰情况下,能够准确地跟踪到感兴趣的目标,本文提出了将颜色和结构信息相结合的方法.该方法在基于颜色直方图的粒子滤波跟踪框架中,利用目标的灰度图像建立结构模型,通过结构相似性质量因子衡量目标在两帧图像之间的相似性.实验表明,该算法在使用相同粒子数目的情况下较传统的基于颜色直方图的粒子滤波跟踪算法鲁棒性更高,可以用于特定场合可疑目标的跟踪.     

基于在线学习的自适应粒子滤波视频目标跟踪

传统的粒子滤波视觉跟踪算法采用固定模型和大量粒子表征目标后验概率,不能满足复杂条件下的视频目标实时跟踪.为了提高跟踪的鲁棒性和稳定性及计算效率,本文提出将自适应状态演化方程和在线增量学习观测似然模型嵌入到粒子滤波算法;并采用在线自动调整粒子数目的策略,提高粒子滤波视觉跟踪的计算效率.室内外实验结果表明,文中提出的视觉跟踪算法不仅能准确、高效地跟踪序列图像中的运动目标,而且对光照、姿态变化引起的目标表观变化具有良好的鲁棒性.     

基于局部特征组合的目标跟踪算法

为了克服目前大多数观测模型在小样本空间中鲁棒性不高的弱点,文中在粒子滤波框架下提出基于局部特征组合的粒子滤波视频跟踪算法。局部特征能更有效描述目标模板细节信息,可降低特征匹配中目标形变、光照变化和部分遮挡的影响。该方法借鉴混合高斯模型思想,采用多模式描述有效局部观测信息,这种融合策略更加准确可靠,能够较好地通过最新观测减轻了粒子退化现象,从而提高目标跟踪效率。小样本空间一定程度上降低了粒子数量和计算代价。实验结果表明该算法相比单一特征或一般多特征融合跟踪算法具有优越性,并能实现复杂场景下的目标跟踪。     

基于混沌粒子滤波的视频目标跟踪

针对复杂场景中目标受光照、自身形变、遮挡等影响,本文以混沌粒子滤波为框架,建立多特征似然模型,进行目标遮挡处理,提出了一种鲁棒性好且抗遮挡性强的混沌粒子滤波跟踪算法.本算法中利用混沌优化搜索优化粒子,很好的克服了退化现象,减少了计算量,在多特征似然模型建立中,对特征选择做了改进,使算法鲁棒性更好,并在算法中添加了遮挡处理.理论数据及实际场景的仿真结果表明,本文提出的算法鲁棒性好且具有较强的抗遮挡能力.     

基于多特征CamShift优化的粒子滤波跟踪

提出了一种将粒子滤波和CamShift相结合的多特征视觉跟踪方法.通过CamShift对粒子的位置和尺度同时进行优化,使得跟踪窗口能随着目标尺度的大小变化相应调整.同时采用自适应方式将颜色信息和运动信息在CamShift优化的粒子滤波框架下有效结合起来.该方法使用CamShift对粒子传播进行优化,每个粒子都收敛到目标附近,粒子的有效性得到提高.实验结果表明,使用10个粒子的CamShiit优化的粒子滤波的跟踪误差小于100个粒子的传统粒子滤波的跟踪误差.并且由于多特征的使用,目标在受到背景相似物体干扰和场景光线发生显著变化等情况下仍能实现稳定的跟踪.用较少的粒子就能实现稳定的跟踪,减少了计算代价,提高了跟踪的鲁棒性.     

一种基于粒子滤波的特征融合跟踪算法

针对单纯的基于颜色的跟踪方法在复杂背景下会导致跟踪失败的问题,本文提出一种基于粒子滤波的特征融合跟踪算法。颜色直方图是对目标的全局描述,而方向梯度直方图包含了一定的结构信息,二者可以互为补充,因此本文算法同时用颜色直方图和方向梯度直方图来描述目标,在粒子滤波框架下将目标颜色和梯度信息有机结合,并自适应更新。实验表明,本文算法不仅提高了跟踪精度,而且具有较强的鲁棒性。     

基于粒子滤波的交通标志牌自动跟踪方法

提出了一种基于粒子滤波的交通标志牌自动跟踪算法。首先对采集图像进行预处理来提高图像的对比度,接着利用颜色特征对交通标志牌进行检测并通过形状特征来对检测得到的交通标志牌候选区域进行筛选;然后在HSI颜色空间统计第一步得到的交通标志牌的颜色直方图特征信息,最后利用此特征采用粒子滤波算法实现对交通标志牌的跟踪。实验结果显示,对于分辨率为270*480的采集图像,粒子滤波算法每秒钟可以跟踪20帧,正确率达到了92%以上,表明该算法能实现对复杂背景下交通标志牌的自动跟踪。     

融合颜色和轮廓的粒子滤波人脸跟踪

实际人脸跟踪过程中,光照和姿态的变化、背景颜色干扰等因素都会极大地削弱颜色特征的有效性,从而造成跟踪的不稳定.针对该问题,本文提出了一种以颜色和轮廓分布为线索的粒子滤波人脸跟踪算法.该算法主要有三个方面的特点:第一,在粒子滤波基本框架下,引入新的用直方图描述人脸轮廓的方法,有效解决了光照、人脸旋转、部分遮挡问题对跟踪的影响,并且能及时有效地重新捕获由于大面积遮挡等原因而丢失的目标.同时采用实时调整每帧图像特征点个数,有效提高了跟踪效率.第二,针对背景干扰问题,提出了一种抑制相似背景颜色干扰的方法.第三,本文还提出实时更新模板的方法来提高跟踪的准确性.实验证明本文算法对人脸跟踪具有很好的效果.     

基于在线特征选择的粒子滤波跟踪算法

在复杂场景下,传统的粒子滤波跟踪算法较难定位目标.针对此问题,提出了一种基于在线特征选择的粒子滤波跟踪算法.该算法首先在线、自适应地通过Fisher判别准则,从16个不同的颜色特征空间中选择最能区分目标及其邻近背景的1个最佳特征空间,然后在这个最佳特征空间中用基于统计直方图的粒子滤波算法跟踪目标.试验结果表明,该算法鲁棒性和准确性较好,在光照变化.目标自身发生形变和遮挡情况下能够准确地对目标进行跟踪.     

免疫粒子滤波在声呐图像目标跟踪中的应用

基于前视声呐图像序列,研究并实现了经免疫算法优化的粒子滤波水下目标跟踪。声呐图像分割成二值图后,提取目标的区域形状特征以构建观测模型,设计目标模板自适应更新方法;将免疫算法的克隆与变异思想引入到粒子滤波中以解决粒子退化问题。对两组水下运动物体的跟踪实验表明,即使目标存在一定形变与干扰,文中的免疫粒子滤波算法仍能以较高的精度跟踪到目标真实运动轨迹;相比于传统粒子滤波算法,稳定性也更强。     

Estimation of contour motion and deformation for nonrigid object tracking

We present an algorithm for nonrigid contour tracking in heavily cluttered background scenes. Based on the properties of nonrigid contour movements, a sequential framework for estimating contour motion and deformation is proposed. We solve the nonrigid contour tracking problem by decomposing it into three subproblems: motion estimation, deformation estimation, and shape regulation. First, we employ a particle filter to estimate the global motion parameters of the affine transform between successive frames. Then we generate a probabilistic deformation map to deform the contour. To improve robustness, multiple cues are used for deformation probability estimation. Finally, we use a shape prior model to constrain the deformed contour. This enables us to retrieve the occluded parts of the contours and accurately track them while allowing shape changes specific to the given object types. Our experiments show that the proposed algorithm significantly improves the tracker performance.     

基于假设理论的序列图像中多目标检测和跟踪(英文)

本文提出一种基于目标检测的多维假设多目标检测和跟踪方法,此算法对于序列图像的照明变化和遮蔽现象具有很高的鲁棒性.首先,对序列图像进行背景抑制、时域滤波和杂波剔除的预处理,得到单帧的初始目标检测结果.对于初始检测中存在的漏检和误检现象,采用基于假设理论的跟踪概率模型优化初始检测轨迹;将目标的跟踪信息反馈于目标检测模块,形成一闭环自适应跟踪系统,达到多目标的最优检测和跟踪.实验结果表明了所提出的方法在多目标检测和跟踪中的可行性和有效性.     

Automatic target tracking in FLIR image sequences using intensity variation function and template modeling

A novel automatic target tracking (ATT) algorithm for tracking targets in forward-looking infrared (FLIR) image sequences is proposed in this paper. The proposed algorithm efficiently utilizes the target intensity feature, surrounding background, and shape information for tracking purposes. This algorithm involves the selection of a suitable subframe and a target window based on the intensity and shape of the known reference target. The subframe size is determined from the region of interest and is constrained by target size, target motion, and camera movement. Then, an intensity variation function (IVF) is developed to model the target intensity profile. The IVF model generates the maximum peak value where the reference target intensity variation is similar to the candidate target intensity variation. In the proposed algorithm, a control module has been incorporated to evaluate IVF results and to detect a false alarm (missed target). Upon detecting a false alarm, the controller triggers another algorithm, called template model (TM), which is based on the shape knowledge of the reference target. By evaluating the outputs from the IVF and TM techniques, the tracker determines the real coordinates of one or more targets. The proposed technique also alleviates the detrimental effects of camera motion, by appropriately adjusting the subframe size. Experimental results using real-life long-wave and medium-wave infrared image sequences are shown to validate the robustness of the proposed technique.     

基于帧间差分和运动估计的Camshift目标跟踪算法

针对Camshift算法无法适应目标的高速运动、复杂背景和遮挡的局限性,本文提出结合帧间差分法和运动估计对Camshift算法进行改进.首先在颜色概率分布图计算中通过帧间差分法加入目标运动信息,实现自动初始化跟踪并排除与目标相似背景颜色的干扰.之后在搜索窗传递过程中预测目标的位置,根据跟踪状态对搜索窗进行调整,以实现对高速运动目标的跟踪.实验表明新算法在目标高速运动、遮挡、和同色干扰情况下,仍能进行有效跟踪.     

基于自适应前景分割及粒子滤波的人体运动跟踪

提出了在图像序列中用自适应前景分割及粒子滤波对人体的3-D运动轨迹进行跟踪的方法．首先建立了像素点的高斯模型,并结合图像帧间的差分信息以及灰度分布的先验概率等因素完成了图像中人体的自适应分割．根据所得到的分割结果建立了透视投影下的运动平面跟踪模型．根据投影过程的非线性以及图像中噪声分布的未知性,提出了粒子滤波的跟踪方法,并最终得到了人体运动平面的3-D轨迹．实际人体运动图像序列的实验证明,本文方法能有效地跟踪人体运动的3-D轨迹,并反映出在此跟踪问题上粒子滤波比传统的扩展卡尔曼滤波更具优势．     

结合水平集和粒子滤波的人脸轮廓跟踪

针对视频序列中的人脸轮廓跟踪问题,提出了一种将改进水平集方法引入到粒子滤波框架中的轮廓跟踪算法.此算法使用零水平集函数对人脸轮廓进行表示,通过水平集函数的演化对人脸轮廓进行逼近.为了解决人脸遮挡问题,将形状先验加入到演化过程中来约束曲线的演化.算法在粒子滤波的框架下可以同时跟踪人脸区域的仿射运动和人脸轮廓的形变.实验结果表明,所提出的'方法可以对人脸轮廓进行精确的跟踪,并对外界的光照变化,背景干扰,人脸部分遮挡有较强的鲁棒性.     

Skeleton body pose tracking from efficient three-dimensional motion estimation and volumetric reconstruction

We address the problem of body pose tracking in a scenario of multiple camera setup with the aim of recovering body motion robustly and accurately. The tracking is performed on three-dimensional (3D) space using 3D data, including colored volume and 3D optical flow, which are reconstructed at each time step. We introduce strategies to compute multiple camera-based 3D optical flow and have attained efficient and robust 3D motion estimation. Body pose estimation starts with a prediction using 3D optical flow and then is changed to a lower-dimensional global optimization problem. Our method utilizes a voxel subject-specific body model, exploits multiple 3D image cues, and incorporates physical constraints into a stochastic particle-based search initialized from the deterministic prediction and stochastic sampling. It leads to a robust 3D pose tracker. Experiments on publicly available sequences show the robustness and accuracy of our approach.