基于特征融合及自适应模型更新的相关滤波目标跟踪算法

针对单一特征目标跟踪算法因背景干扰、目标遮挡造成的跟踪失败问题,以及跟踪过程中每帧进行模型更新容易造成错误更新和实时性差的问题,提出了一种基于特征融合及自适应模型更新策略的相关滤波目标跟踪算法-多特征自适应相关滤波目标跟踪算法。该算法在特征提取阶段将边缘特征及HOG特征加权融合作为目标特征,加强对边缘特征的学习;在模型更新阶段通过计算预测区域与真实区域的奇异值特征向量相似度,并结合设定的阈值判断是否需要进行模型更新,通过自适应更新的方式减少模型的更新次数。在标准测试视频集下验证所提算法,并与两种经典相关滤波算法进行比较,结果表明该算法能够较好地适应背景干扰及目标遮挡问题,跟踪目标的平均中心误差减少了9.05像素,平均距离精度提高12.2%,平均重叠率提高4.53%。     

改进的交互式多模型跟踪算法

针对传统交互式多模型算法实行正则滤波的单一化缺点,提出一种改进的跟踪算法。利用卡尔曼滤波匹配系统线性部分,粒子滤波匹配非线性部分,根据匹配深度判断目标遮挡程度,当目标被严重遮挡时,采用迭代的多级粒子滤波方法进行重采样,并结合卡尔曼滤波更新模型概率。实验结果表明,该算法实时性强,能提高模型滤波速度和目标状态的估计精度,缩短计算时间,解决跟踪过程中的遮挡问题。     

自适应模型更新相关滤波目标跟踪方法

为了解决目标因遮挡、跟踪框发生漂移后相关滤波跟踪算法仍持续更新目标模型和滤波器模型,导致背景信息被更新到目标模型和滤波器模型中的情况,提出一种自适应模型更新策略。采用相关滤波方法得到新的目标位置;提取新目标位置的统计协方差特征并计算其与协方差模板的相似性;根据相似性判断是否更新目标模型和滤波器模型。实验结果表明:所提方法有效解决了因目标形变、遮挡等情况导致目标模型和滤波器模型的更新问题,提高了相关滤波目标跟踪的精度。     

基于多表观模型竞争的视觉跟踪算法

在视觉跟踪中,如何适时地更新目标模型是影响跟踪算法跟踪精度和鲁棒性的关键性因素,也是当前研究中面临的重点和难点问题。对此,提出了一种基于多表观模型竞争的模型更新策略,通过多表观模型中各子模型的贡献度大小确定竞争优势排序,当最优子模型的贡献度满足多表观模型更新阈值时,对各子模型及其对应的系数进行更新,否则,仅对部分子模型进行更新。在此基础上,以粒子滤波算法为跟踪框架,提出了基于多表观模型竞争的视觉跟踪算法。实验结果表明,所提算法能够较好地处理视觉跟踪中的模型更新问题,跟踪性能较无模型更新策略的粒子滤波算法有明显提高。     

Mean-Shift跟踪算法中目标模型的自适应更新

针对Mean—shift跟踪算法中的模型更新问题,提出利用目标历史模型和当前匹配位置处得到的观测模型,对目标核函数直方图进行Kalman滤波,从而对目标模型进行及时更新。在滤波过程中,通过分析滤波残差动态,调整滤波方程中的各种参数。Bhattacharyya系数被用作模型更新的准则。该系统能够有效地处理遮挡、光照变化等干扰,避免了模型的过更新。大量视频序列测试的结果表明,在场景遮挡、光照变化等因素的影响下,算法能够对目标外观以及尺度的变化进行稳健、实时和有效的跟踪。     

基于置信度的加权特征融合相关滤波跟踪

目前机器视觉应用广泛，视频目标跟踪的过程中会遇到各种挑战。为解决单一特征鲁棒性差，模型和尺度更新机制不健全的问题，提出了一种将自适应加权特征融合方法与置信度模型及尺度更新机制相结合的相关滤波目标跟踪算法。算法将互补的梯度和颜色特征进行融合，通过计算各特征滤波响应来决定下一帧在融合特征中各自所占的权重，凸显优势特征，使目标与背景更具区分度。同时引入置信度更新机制，防止模型更新引入遮挡物、相似干扰，提高正确率。最后提出一种新的尺度更新策略，简化冗余代码，使跟踪更精确的同时降低时间代价。实验结果证明，该算法在精度和正确率上都比几种现有相关滤波算法更优，应对相似目标干扰和遮挡情况具有更高鲁棒性。对相关滤波算法进行了改进，加入了特征融合和更新机制，使算法提高了跟踪效果，具有一定的应用价值。     

基于时空特征的实时相关滤波目标跟踪

提出一种基于时空信息的相关滤波实时目标跟踪算法,以解决纹理改变、光照变化、旋转变形甚至遮挡情况下目标跟踪效率问题.此算法考虑到目标定位过程中,目标与其周围信息存在空域上的相关性,来构建目标空域滤波模型,并且该算法引入时间变量来在线更新得到时空域滤波模型,利用相邻帧信息相似性来降低遮挡对跟踪的影响.通过实验对比,验证了当目标受到非理想因素干扰时,所提算法具有健壮的鲁棒性和良好实时性.     

抗遮挡与尺度自适应的改进KCF跟踪算法

核相关滤波(kernel correlation filter,KCF)目标跟踪算法在目标发生尺度变化或受长时间遮挡时无法实现准确跟踪.对此,提出一种融合窗口滤波的抗遮挡尺度自适应的目标跟踪算法.首先,利用快速尺度估计对跟踪目标进行尺度变换;然后,当检测到目标受到遮挡时停止对分类器模型的更新,融合加权窗口滤波器对目标位...     

遮挡判别下的多尺度相关滤波跟踪算法

目的 复杂环境下,运动目标在跟踪过程中受尺度变换以及遮挡因素的影响,跟踪准确率较低。针对这一问题,提出一种遮挡判别下的多尺度相关滤波跟踪方法。方法 首先选取第1帧图像的前景区域,训练目标的位置、尺度滤波器和GMS（grid-based motion statistics）检测器。然后,通过位置滤波器估计目标位置,尺度滤波器计算目标尺度,得到初选目标区域。最后,利用相关滤波响应情况对初选目标区域进行评估,通过相关滤波响应值的峰值和峰值波动情况判断是否满足遮挡和更新条件。若遮挡,启动检测器检测目标位置,检测到目标位置后,更新目标模型;若更新,则更新位置、尺度滤波器和GMS检测器,完成跟踪。结果 本文使用多尺度相关滤波方法作为算法的基本框架,对尺度变化目标跟踪具有较好的适应性。同时,利用目标模型更新机制和GMS检测器检索目标,有效地解决了遮挡情况下的目标丢失问题。在公开数据集上的测试结果表明,本文算法平均中心误差为5.58,平均跟踪准确率为94.2%,跟踪速度平均可达27.5 帧/s,与当前先进的跟踪算法相比,本文算法兼顾了跟踪速度和准确率,表现出更好的跟踪效果。结论 本文提出一种新的遮挡判别下的多尺度相关滤波跟踪算法。实验结果表明,本文算法在不同的尺度变换及遮挡条件下能够快速准确跟踪目标,具有较好的跟踪准确率和鲁棒性。     

基于Meanshift和粒子滤波的行人目标跟踪方法

针对粒子滤波跟踪算法计算代价大以及Meanshift跟踪算法容易陷入局部极值等问题,提出一种嵌入均值优化的粒子滤波跟踪算法。该算法根据粒子滤波的运动模型估计目标区域位置,利用Bhattacharyya距离度量粒子区域和目标模型的相似性,并根据相似性来更新粒子权值,使用Meanshift优化算法改善粒子的估计位置,使得这些粒子的候选区域能更加接近目标模板,极大提高了粒子的使用效率。实验结果表明,该算法能够有效进行人的跟踪,处理人的短暂遮挡问题,性能优于粒子滤波算法,有较好的实用性。     

基于CamShift的跟踪系统的设计

介绍了一套目标跟踪系统。上位机采用基于CamShift算法,利用目标的颜色直方图模型得到每帧图像的颜色投影图,并根据上一帧得到的结果自适应调整搜索窗口的位置和大小,得到当前图像中目标的尺寸和中心位置,然后计算中心位置距离图像中心的偏移量;下位机是利用DSP设计的一套运动控制系统,由自主研发的DSP型伺服放大器、直流伺服电机和云台、伺服驱动单元组成,能够根据运动偏差控制云台跟踪运动目标的移动。实验证明：本系统可以较好地实现简单背景下物体的跟踪。     

六自由度电磁跟踪系统远场模型的修正

为了扩大六自由度电磁跟踪系统的应用范围,实现远距离精确跟踪定位,对系统原近场定位模型进行修正,在磁偶极子远场表达式的基础上,建立电磁跟踪系统的远场修正模型。在远场修正模型基础上,采用基于最大单位指向矢分量的跟踪算法计算目标的位置参数(R,α,β)。为了解决位置变换矩阵不可逆的问题,引入四元数法求解系统的姿态变换矩阵,进而结合跟踪算法求解姿态参数(ψ,θ,φ)。数值模拟结果表明了该修正模型能够显著提高系统远距离跟踪定位的精度,参数求解算法快速准确。     

运动目标图像识别与跟踪系统的研究

研究了在简单背景下实现对运动目标的识别与跟踪,给出了目标跟踪的原理图和结构框图。整个系统主要由图像采集模块、图像信号处理单元、监视器和伺服机构组成,重点论述了图像信号处理单元的实现过程和算法分析,包括图像预处理,图像分割,特征提取,目标识别与跟踪算法,充分考虑系统的实时性,稳定性。实验结果表明,该系统能在简单场景下对运动目标进行实时跟踪,达到预想效果。     

基于图像放大影响的多模板相关跟踪算法

目标实时跟踪算法是图像处理技术中的一个非常重要的应用,该算法将提供的原始目标怍为基准图像进行序列跟踪。实时跟踪算法有很多种,大多是基于图像匹配算法的跟踪方法,其中比较常用的为单模板相关跟踪。该文通过对图像放大对相关跟踪影响的分析,计算了单模板相关跟踪的最小图像放大率。针对单模板存在的问题提出了多模板跟踪算法,根据目标莉背景的位置分布提出了五模板相关跟踪,并给出了多模板跟踪算法中的相关结果置信度的计算方法,同时根据最终的相关位置给出了跟踪点的计算方法,仿真试验证明优于单模板跟踪算法。     

改进的背景差分运动目标检测算法在DSP上实现

为解决运动目标检测算法复杂、图像数据处理量大的缺陷以及有效提取运动目标的的位置、大小、形状等信息,利用基于卡尔曼滤波的估计技术改进背景差分算法,然后根据背景灰度值偏差自适应阈值准确分割运动目标区域。在CCS2.2集成开发环境下将算法通过SEDD-XD510PLUS仿真器移植到以TMS320DM642为核心处理器的硬件平台上,以安瓿针剂杂质为检测对象反复实验,验证了基于卡尔曼滤波背景估计的运动目标检测算法的高效性,此法能很大程度上克服光照强度变化的影响,准确地检测出运动目标区域,为后续跟踪、识别等处理提供良好的条件。     

基于相关匹配及双模式模板更新的跟踪方法

运动目标被遮挡表现为一部分子块区域与模板的失配,从而影响目标跟踪效果;为解决该问题,提出了一种改进的相关跟踪方法和双模式模板更新策略;通过自适应阈值调整和分块相关运算对MCD算法进行改进,在遮挡发生时判别被遮挡子块,及时调整模板更新策略,由Kalman滤波结果与匹配结果的线性加权和得出目标最终位置;实验结果表明:该方法能有效抑制目标局部像素变化引起的跟踪漂移,且对遮挡具有一定的鲁棒性。     

跟踪算法中一种新的数学建模方法

在跟踪领域,建立一个良好的运动目标描述模型是一种算法是否能取得优异效果的关键性因素之一。针对基于运动的跟踪算法提出了一种新的运动目标描述模型。该模型根据运动的连续性探求出运动过程中出现的各种情况之间联系的数学描述方法,并根据对运动目标的观测结果运用EM算法对模型参数进行实时更新。试验结果表明：该模型对部分遮挡,非刚性变形,目标外观发生改变均不敏感。     

舰载遥测与红外电视跟踪一体化设计与实现

针对遥测近海面测量时面临的复杂场景干扰以及视觉观感不强等方面的问题,提出在舰载遥测系统上加装红外跟踪系统。采用口径140 mm、焦距260 mm/520 mm的光学系统,能对红外源目标进行跟踪、图像记录和在本地/远程实时监控等功能。提出的Kalman滤波估计算法,能够准确预测目标的速度,使得速度顺馈技术在设备中成功实现。介绍了舰载遥测系统的特点以及一体化设计思想,实现了对遥测系统远、近场电轴的标校以及遥测与红外的互跟踪,并通过实例验证了设计的可行性。     

稀疏编码目标跟踪方法研究

针对稀疏表示用于目标跟踪时存在重构误差表示不够精确、目标模板更新错误等问题,提出一种改进的稀疏编码模型。该模型无需重构误差满足特定的先验概率分布,且加入对编码系数的自适应约束,可以取得更优的编码向量,使得跟踪结果更为准确。在此基础上,将这种改进的编码模型与粒子滤波目标跟踪算法相结合,研究并实现一种新的基于鲁棒稀疏编码模型的目标跟踪方法。该方法对每个粒子的采样区域进行编码,用所得的稀疏编码向量作为当前粒子的观测量,并采用目标模板分级更新策略,使得目标模板更加准确。实验结果表明,方法可以较好地解决目标部分遮挡和光照变化等干扰下的目标跟踪问题。     

波束域MUSIC算法的多处理器实时处理

波束域MUSIC(BMUSIC)算法在波束域高分辨目标方位估计(DOA)算法中是最具有代表性的方法,在水下目标探测与跟踪系统中起着重要的作用;ADSP-21160是ADI公司开发的一款高性能的利于并行处理的高速DSP。在所设计研发的由4片ADSP-21160构成的多处理器并行信号处理系统平台上,采用有效的系统结构和数据处理方法来减少运算量,提高并行处理效率,使波束域高分辨DOA算法能够实现实时处理,满足工程技术要求。