基于自适应分块表观模型的视觉目标跟踪

针对表观发生剧烈变化时的目标跟踪问题, 提出一种新的基于自适应分块表观模型的视觉目标跟踪算法. 将目标表观描述为一组具有内在空间上几何结构关系约束的局部图像块, 在跟踪过程中通过自动添加和删除局部图像块适应目标的表观变化, 同时利用全局颜色属性值确定新的图像块的位置, 克服了传统分块算法不能及时更新表观模型的局限性. 实验结果表明, 所提出算法对表观变化具有较高的自适应性, 在表观发生剧烈变化时可实现准确的目标跟踪.

     

基于Local特征和Regional特征的图像显著性检测

提出了一种基于颜色空间的Local特征和Regional特征的自然图像显著性检测方法. 该方法将图像分成8×8的子块, 计算多个尺度下每一个子块的Local特征和Regional特征, 并将其加权组合来确定子块的显著程度, 从而得到整个图像的显著特征. 此外, 通过计算4个颜色通道上的色度对比度, 获得显著物体的边缘. 将图像的显著特征与显著物体的边缘综合后得到图像中的显著目标. 实验结果显示, 本文提出的方法能够快速、清晰而准确地提取出图像中的显著性目标.     

前景约束下的抗干扰匹配目标跟踪方法

传统模型匹配跟踪方法没有充分考虑目标与所处图像的关系,尤其在复杂背景下,发生遮挡时易丢失目标.针对上述问题,提出一种前景约束下的抗干扰匹配（Anti-interference matching under foreground constraint,AMFC）目标跟踪方法.该方法首先选取图像帧序列前m帧进行跟踪训练,将每帧图像基于颜色特征分割成若干超像素块,利用均值聚类组建簇集合,并通过该集合建立判别外观模型;然后,采用EM（Expectation maximization）模型建立约束性前景区域,通过基于LK（Lucas-Kanade）光流法框架下的模型匹配寻找最佳匹配块.为了避免前景区域中相似物体的干扰,提出一种抗干扰匹配的决策判定算法提高匹配的准确率;最后,为了对目标的描述更加准确,提出一种新的在线模型更新算法,当目标发生严重遮挡时,在特征集中加入适当特征补偿,使得更新的外观模型更为准确.实验结果表明,该算法克服了目标形变、目标旋转移动、光照变化、部分遮挡、复杂环境的影响,具有跟踪准确和适应性强的特点.     

基于重要性加权的结构稀疏跟踪方法

针对视觉跟踪中描述目标能力的有限性和局部稀疏表示模型的有效性,提出了一种基于重要性加权的结构稀疏跟踪方法.该方法采用结构稀疏表示对目标表观建模,根据在表达目标表观时所起的作用,对每个局部图像进行加权处理;在粒子滤波框架下,应用最大后验概率对目标的状态进行估计;通过带有遮挡检测机制的模板更新策略对目标模板进行在线的更新以避免跟踪漂移.实验表明,该方法有效地减弱了目标表观变化对模型的影响,对于视频序列中的遮挡、光照变化和目标姿态改变等有稳健的跟踪效果.     

基于红外和可见光融合的目标跟踪

针对单一图像源下目标跟踪精度不高和当目标存在部分遮挡时目标跟踪丢失的问题,本文提出了一种结合红外图像和可见光图像特征进行融合的方法. 首先在进行目标跟踪时,提取可见光图像的颜色信息作为目标模型的参数,提取红外图像的灰度信息作为目标模型的参数,并分别得到目标位置及其子图. 然后再利用目标子图和目标模型分别进行Bhattacharyya系数的计算,根据权值函数来计算各自系数的权值,最后用Mean Shift算法对加权后的目标进行跟踪. 该方法充分利用了红外图像与可见光图像的优点,提高了目标跟踪的精度,解决了当目标存在部分遮挡时目标跟踪丢失的问题.     

加权模型下的相似匹配跟踪方法

针对传统跟踪方法易受相似物遮挡而导致丢失目标问题,提出一种加权模型下的相似匹配跟踪方法。首先,将目标区域分割成局部特征块,并为其分配权重,建立带权局部特征块组成的外观模型;然后,利用目标的颜色、位置特征进行相似性匹配,为了避免复杂背景干扰,在匹配前划分前景区域,从而实现较准确跟踪;最后,提出一种遮挡决策模型更新机制,通过对目标发生严重遮挡进行判定,保证模型的匹配鲁棒性。实验结果表明,利用加权模型以及多特征相似匹配,使得该方法能够得到较高的跟踪准确率,平均误差仅为13.21,跟踪重叠率为0.71。     

基于多特征自适应融合的核跟踪方法

提出了一种基于多特征自适应融合的核跟踪框架. 利用目标特征的子模型集合构造了目标的多特征描述, 通过线性加权方法将目标的多个特征集成在核跟踪方法中. 根据各个特征子模型与当前目标及背景的相似性, 提出了一种基于 Fisher 可分性度量的权值自适应更新机制; 同时为了克服模型更新过程中的漂移, 基于子模型的可分性提出了一种选择性更新策略, 实现了在变化场景下的鲁棒跟踪. 基于本文所提多特征跟踪框架, 利用目标的颜色特征与 LBP (Local binary pattern) 纹理特征具体实现了多特征自适应融合的核跟踪方法, 实验验证了本文方法的有效性.     

基于Gabor变换的快速跟踪算法

为了增强目标跟踪的速度和精度,提出了一种基于Gabor变换的快速跟踪算法。根据Gabor变换对人类视觉感受野良好的模拟能力,用多尺度多方向的Gabor滤波器对目标图像进行特征抽取,以此建立目标的表观模型,而后利用图像匹配的方法得到相邻帧目标位置的后验概率分布从而实现跟踪。其中在特征抽取级利用线性多通道模型将不同尺度和方向的Gabor特征融合起来,在输出级利用时频的卷积特性以FFT实现相邻帧目标位置后验概率的快速计算,充分考虑了跟踪的速度和精度。实验结果表明,该算法选用的Gabor特征对目标有准确的描述能力,以此建立的表观模型鲁棒性强;同时跟踪过程简单快速,在精度和速度上与其他前沿的跟踪算法相较有优越性。     

基于核函数粒子滤波和多特征自适应融合的目标跟踪

经典粒子滤波及其改进算法在观测模型与真实情况存在偏差时会导致滤波发散,针对这一问题,提出一种核函数粒子滤波算法.该算法根据目标状态与粒子状态之间的距离,利用核函数产生权值对粒子进行二次加权,根据粒子的二次加权结果进行粒子重采样;以改进的粒子滤波算法为框架,提出了一种自适应多特征融合目标跟踪方法,利用相似性度量动态地评价特征对目标与背景的区分能力,并自适应地计算特征融合权重,以适应目标跟踪过程中目标与背景的变化,提高目标跟踪的鲁棒性.实验结果表明,文中提出的目标跟踪方法比经典粒子滤波目标跟踪方法具有更强的抗干扰性能和较高的跟踪精度.     

背景变化鲁棒的自适应视觉跟踪目标模型

提出了视觉跟踪任务中目标动态建模的一种方法.该方法首先针对跟踪序列中的当前帧图像观测进行Haar变换,从而得到图像的过完备特征描述;然后根据Fisher准则,评价每个Haar特征对目标和当前背景的区分能力,目标模型由那些区分能力最强的Haar特征构成.在跟踪过程中,采用卡尔曼滤波算法预测目标下一时刻的可能位置,从而根据目标的图像观测和目标下一时刻可能的位置附近的背景图像观测,对Haar特征的区分能力进行动态评价.通过保留区分能力强的特征,同时淘汰区分能力弱的特征,维护目标模型的强可区分性和低计算复杂性.该方法的主要策略是,在最大程度地保持可区分性的前提下,减少计算的复杂性.实验结果表明,在存在诸多不确定性因素的真实长序列视频上,该跟踪方法能够实时地完成复杂的目标跟踪任务.     

设计特征向加工特征转换的扫体重构法

针对同时需要铣削和车削加工的零件,提出一种基于扫体的从设计特征向加工特征转换的统一方法.采用扫体方式重构零件和毛坯模型,并将毛坯与零件之间的差体沿着这些扫体扫掠路径拆分出各种新的加工扫体,最后将这些加工扫体依照它们之间的邻接关系和加工特征形状结构选择合并成加工特征.该方法实现了同一零件中直扫体和回转扫体2种特征的统一转换,能够产生对应各种不同加工方法和方向的加工特征,有利于工艺优化.文中方法已应用于一个CAPP系统,其结果证明了该方法的可靠性.     

一种基于分布的形状特征描述子

形状特征描述在基于内容的图像检索与识别研究中具有重要地位,文中对图像检索及识别中常用的形状描述进行了介绍。提出一个新的基于区域中心分布的方案来对图像形状特征进行描述,该描述子以待识别对象的区域二值图像的中心点为圆心,将各点到圆心的距离进行规范化处理,统计落入以区域中心为圆心的各环内的点数与总像素点数n的比例,从而形成一个基于中心分布的形状特征向量。经过数学证明该描述方案提取的形状特征具有缩放、旋转和平移不变性。文中通过使用该方案提取的图像特征进行图像识别检索实验,取得了理想的实验结果,说明了它是一个有效的图像区域形状描述子。     

基于实体模型的产品形状特征识别

依据实体造型的特点,从模型空间的特征层入手,搜寻模型空间中的简单形状特征,并根据造型特点获取单个特征在零件模型上的几何拓扑关系,从而实现形状特征的自动识别.通过分析特征实体造型,提出一种基于实体模型的产品形状特征识别方法,并结合微波器件产品开发特征参数提取模块,实现复杂零件模型形状特征的自动识别与提取.该方法为快速建立企业零件库提供途径,也为网络环境下的协同设计和数据共享奠定基础.     

Boosted cascade of scattered rectangle features for object detection

This paper presents a variant of Haar-like feature used in Viola and Jones detection framework,called scattered rectangle feature,based on the common-component analysis of local region feature. Three common components,feature filter,feature structure and feature form,are extracted without concern-ing the details of the studied region features,which cast a new light on region feature design for spe-cific applications and requirements: modifying some component(s) of a feature for an improved one or combining different components of existing features for a new favorable one. Scattered rectangle feature follows the former way,extending the feature structure component of Haar-like feature out of the restriction of the geometry adjacency rule,which results in a richer representation that explores much more orientations other than horizontal,vertical and diagonal,as well as misaligned,detached and non-rectangle shape information that is unreachable to Haar-like feature. The training result of the two face detectors in the experiments illustrates the benefits of scattered rectangle feature empirically; the comparison of the ROC curves under a rigid and objective detection criterion on MIT CMU upright face test set shows that the cascade based on scattered rectangle features outperforms that based on Haar-like features.     

语义特征造型系统中特征模型转换的研究

通过对新一代的语义特征模型的分析,参考Bidarra等人的研究成果,运用有效性标准,确立语义特征造型中特征转换的方法,在采用数学方法基础上,提出了怎样在数学模型中把设计特征表示转换成加工特征表示。设计过程中的设计特征由一组具有几何特征的面和一组属性（包括维数和具体特征）表示。加工过程中的加工特征由许多面和这些加工操作中面面之间有意义的关系来表示。特征转换中采用数学方法,能够在集合运算中形成加工特征,特征相交这种困难问题也可用数学描述,并且理论上能够转换,从而提高产品模型的可编辑性和易编辑性。     

基于局部特征识别的特征有效性维护方法

缺乏特征模型的有效性维护功能已经成为目前特征造型系统存在的一个严重而亟待解决的问题.在对特征有效性条件进行深入分析的基础上,提出了一个基于扩展属性邻接图（extended attributed adjacency graph,简称EAAG）的特征有效性表示方法,特别是提出了基于局部特征识别的特征有效性维护新方法.该方法不仅能够自动判别特征的有效性是否被破坏,而且能确定导致特征无效的原因和遭破坏后特征的状态,从而能够根据用户的意图自动维持特征模型的有效性.     

混合加工特征识别方法

介绍一种集成了自动特征识别和用户交互特征定义的混合特征识别方法，该方法采用基于广义痕迹的特征识别建立零件的加工特征模型，通过交互特征定义对已建立的加工特征模型进行局部修改和再解释，在交互特征定义中，用户只需通过选取要修改的特征面定义自己的特征，剩余的面则调用自动特征识别算法处理，特征参数由系统提供的统一算法计算，从而减少了交互的工作量，这种混合特征识别方法有助于提高加工特征识别系统的实用性和健壮性。     

根据工艺需要进行设计特征模型调整的方法

保持不同领域特征模型的一致性是多领域特征建模的一个核心问题。为有效地维护特征模型的一致性，提出一种根据对加工特征模型的修改要求自动确定设计特征模型调整方案的方法。该方法从加工特征修改所涉及的拓扑元素出发，通过搜索拓扑元素约束关系图找出相关的拓扑元素约束链，并以此为基础，利用有关准则自动确定设计特征调整的最优方案。该方法从加工的需求出发调整设计模型，保证设计与加工特征模型的一致性，可用于支持面向制造的设计。     

面向三维变量设计的可变特征模型

本文提出了一个面向三维变量设计的产品形状可变特征模型，其中包括特征树，特征表有特征约束关系图等新概念，用于描述设计过程中的形体模型和特征间的相互内在联系，从而不仅可作参数化设计，还支持更广泛意义上的变量设计。     

一种基于图的人脸特征提取方法

当前主流特征提取方法主要从全局特征或局部特征出发实现降维。为了能充分反映样本的全局特征和局部特征,提出基于图的人脸特征提取方法。该方法首先通过对训练样本进行学习得到最佳投影方向,该方向保证投影后的样本类内紧密而类间松散;然后将测试样本映射到最佳投影方向上并利用最近邻分类器进行样本类属判定。标准人脸库上的比较实验结果证明了所提方法的有效性。