基于ICA分布模型的粒子滤波跟踪算法

为了在复杂背景、部分遮挡和光照变化等因素干扰的情况下鲁棒地跟踪视频序列中感兴趣的运动目标,提出了一种改进的粒子滤波跟踪算法。该算法针对颜色信息在目标表述中存在的不足,首先对观测模型进行改进,提出了一种基于ICA特征分布的目标模型,将基于核函数的目标特征描述转换到ICA特征空间,由于光照变化引起灰度变化经ICA后仍是同一分量,因此能有效的适应光照变化,不仅考虑并充分利用了空间信息。有效的解决了光照变化及背景颜色相近造成的目标丢失现象,提高了目标跟踪算法的鲁棒性。同时,考虑到粒子的退化现象,将均值平移算法嵌入到粒子滤波的跟踪框架中,待各粒子经过系统传播后,利用均值平移算法使粒子向其领域局部极大值处移动,使得粒子集中在测量模型的局部区域内,只需少量的粒子就覆盖了尽可能的目标分布,很好地克服了粒子滤波器的退化现象并有效缩短了计算时间,提高了目标跟踪算法的准确性和系统的实时性。实验表明,该算法不仅能在复杂背景下准确的跟踪目标,而且在光线变化和部分遮挡情况下也能保证不丢失目标。      

基于圆投影和粒子滤波的红外目标跟踪

本文首先提出了一种基于圆投影向量的目标分布描述模型,并采用修正Bhattacharyya相关系数来定义参考模板与目标模板间的距离;然后利用均值平移算法来完成目标的搜索,考虑到平台运动,本文对搜索窗口进行相应的定义;最后将其与粒子滤波算法结合起来实现红外目标跟踪.实验结果证明,本文方法不仅能够准确的跟踪目标,且对目标被遮挡以及平台运动等具有鲁棒性.     

粒子滤波和均值漂移相结合目标跟踪算法

采用粒子滤波算法解决运动目标跟踪中非线性非高斯问题。将均值漂移算法嵌入到粒子滤波的采样阶段中,通过将每个粒子聚集到所在区域的局部极值,提高了采样粒子的使用效率。当发生目标遮挡时采用改进的粒子滤波算法,当无遮挡时采用均值漂移算法以提高速度。实验结果表明,该方法较传统单一算法具有较强的实时性和鲁棒性,能够有效实现在遮挡场景下的目标跟踪。     

基于模糊聚类和粒子滤波目标跟踪算法研究

针对非线性的目标跟踪采用了基于模糊聚类和粒子滤波的混合跟踪算法,取得了优于卡尔曼滤波跟踪的良好效果.首先利用模糊C均值聚类算法对采集的数据进行基于目标的隶属度的分类,然后利用粒子滤波算法对目标进行位置估计.仿真结果表明:非线性视频跟踪中混合算法对目标的跟踪效果要好于卡尔曼滤波算法,降低了跟踪误差.     

基于均值漂移和粒子滤波的红外目标跟踪

为了提高红外目标跟踪的准确性和稳健性,提出了基于均值漂移(mean shift)和粒子滤波(PF)相结合的红外目标跟踪方法.在PF理论框架下,使用均值漂移为一种迭代模式寻找过程,对随机粒子样本进行重新分配,使粒子向目标状态的最大后验核密度估计方向移动,在均值漂移迭代过程中对样本权值进行更新.红外目标的状态后验概率分布用重新分配的加权随机样本集表示,对随机样本集使用PF算法实现红外目标运动的跟踪.实验结果表明,和一般PF和均值漂移相比,本文方法具有优越性和更强的稳健性.     

相似采样粒子滤波在混合系统估计中的应用

结合粒子滤波和Kalman滤波的边缘粒子滤波(MPF)是一种新的混合线性/非线性系统的状态估计方法,但是粒子滤波在计算上的复杂使得MPF难以兼顾系统实时性和精度的要求.针对此问题,提出一种基于相似采样粒子滤波算法的MPF滤波框架.算法从系统观测值中采样粒子,并通过一个计算相邻时刻粒子转移概率的步骤,提高了粒子使用率,使得算法能以少量粒子实现对非线性状态量的估计,进而提高Kalman滤波的精度和实时性.给出了算法原理分析和实现流程.以混合坐标系下的目标跟踪为对象,利用蒙特卡罗仿真研究了ILLH_MPF算法的应用,并与常规MPF方法进行了对比.     

基于高斯-厄米特粒子漂移的机动目标跟踪算法

为了提高对机动目标跟踪的实时性,提出了一种将均值漂移嵌入高斯-厄米特粒子滤波器的目标跟踪算法.通过粒子滤波产生一组带权粒子,在高斯-厄米特预测的基础上利用基于颜色直方图分布的均值漂移算法对各粒子进行迭代优化,由于在提高粒子质量的同时有效降低了维持"多峰"假设所需的粒子数,从而保证了算法的精度和效率.实验结果表明文中算法在保持较高精度的同时,大大提高了跟踪的实时性.     

基于均值偏移与粒子滤波融合的目标跟踪算法研究

针对Mean Shift算法核窗宽固定及粒子滤波计算复杂，实际应用跟踪滞后严重问题，提出一种基于均值偏移与粒子滤波融合的目标跟踪算法，利用均值偏移算法的快速收敛性，迭代计算粒子集，保留权值前15％的粒子构成新粒子集，降低系统计算周期，通过重采样得到大权重粒子，更新粒子集，提高目标定位精度，实验结果表明:该算法能够有效解决跟踪运动目标的问题，降低了算法复杂度，提高了计算效率，实验验证过程中未出现跟踪目标丢失的情况。     

基于均值漂移的视频目标跟踪改进算法

改进算法通过计算跟踪窗口颜色直方图的质心来自适应的调整跟踪窗口的尺寸,通过比较跟踪结果和目标的差值确定遮挡情况,并启用粒子滤波算法在整幅图像内搜索目标解决目标的遮挡问题,这种改进算法克服了均值滤波算法不能适应目标尺寸变化和不能解决遮挡问题的缺点.实验证明改进算法具有很强的鲁棒性.     

复杂环境下基于自适应粒子滤波器的目标跟踪

提出一种基于目标颜色特征的自适应粒子滤波算法,在非遮挡情况下,根据运动预测的准确程度自适应选择粒子数量和运动模型中高斯噪声的方差,保证跟踪的实时性和粒子的有效性;遮挡情况下改变目标的运动模型,使粒子只做布朗运动,并且各粒子经均值漂移算法的一步迭代进行优化,从而可以减少粒子数量以及更快恢复正确的跟踪.实验结果表明该算法具有较强的鲁棒性,能有效实现复杂场景下的目标跟踪.     

A Robust Particle Filter-Based Method for Tracking Single Visual Object Through Complex Scenes Using Dynamical Object Shape and Appearance Similarity

This paper addresses the issue of tracking a single visual object through crowded scenarios, where a target object may be intersected or partially occluded by other objects for a long duration, experience severe deformation and pose changes, and different motion speed in cluttered background. A robust visual object tracking scheme is proposed that exploits the dynamics of object shape and appearance similarity. The method uses a particle filter where a multi-mode anisotropic mean shift is embedded to improve the initial particles. Comparing with the conventional particle filter and mean shift-based tracking (Shan et al. 2004), our method offers the following novelties: We employ a fully tunable rectangular bounding box described by five parameters (2D central location, width, height, and orientation) and full functionaries in the joint tracking scheme; We derive the equations for the multi-mode version of the anisotropic mean shift where the rectangular bounding box is partitioned into concentric areas, allowing better tracking objects with multiple modes. The bounding box parameters are then computed by using eigen-decomposition of mean shift estimates and weighted averaging. This enables a more efficient re-distributions of initial particles towards locations associated with large weights, hence an efficient particle filter tracking using a very small number of particles (N = 15 is used). Experiments have been conducted on video containing a range of complex scenarios, where tracking results are further evaluated by using two objective criteria and compared with two existing tracking methods. Our results have shown that the propose method is robust in terms of tracking drift, tightness and accuracy of tracked bounding boxes, especially in scenarios where the target object contains long-term partial occlusions, intersections, severe deformation, pose changes, or cluttered background with similar color distributions.     

一种基于颜色分布的混合视频跟踪方法

传统的Mean shift算法虽然具有简单快速的特点,但在目标被遮挡的情况下无法进行有效的跟踪。与此同时,以Monte Carlo随机模拟理论为基础的粒子滤波虽然可以很好地解决这一问题,但是由于结果的好坏与粒子的数目成正比,计算耗时无法满足系统的实时性要求。该文基于颜色直方图分布,引入自适应选择粒子样本数的采样策略,有效地融合传统Mean shift算法的简单快速和粒子滤波跟踪算法的抗遮挡的优点,在保证跟踪效果的同时减少了跟踪的总体时间花费,有效提高了设计的跟踪系统的实时性。实验证明,该方法在实际的目标跟踪中是有效和稳健的。     

紧耦合粒子滤波与均值漂移的红外目标跟踪

为了提高复杂背景下红外目标跟踪的准确性和鲁棒 性,提出了紧耦合粒子滤波(PF)与均值漂移(mean shift)的红外目标跟踪方法。在PF框 架下,利用一组5参数集(中心横坐标、中心纵坐标、宽度、高度以及倾斜角)作为状 态变量表 征随机的粒子样本;然后使用自适应均值漂移作为一种迭代模式寻找过程,对随机粒子样本 进行重新分配,使粒子向目标 状态的最大后验核密度估计方向移动,同时利用迭代过程中的Bhattacharyya系数对粒子的 权值进行更新;最后利用重新分配 后的加权粒子集合实现对红外目标的跟踪。实现结果表明,与一般的PF相比,本文方法能有 效减少所需粒子数(N=15),进而降 低跟踪耗时;与现有的PF与均值漂移相结合的方法相比,本文方法在耗费时间 仅增加14%的代价上,使跟踪误差大大降低(约 为原误差的1/3至1/4),准确性和鲁棒性得到显著提高;本文方法能够实现在复杂背景下稳 健准确地跟踪红外目标。     

一种基于Kalman-mean shift的自适应跟踪算法

提出了一种基于Kalmanmean shift的自适应跟踪算法。利用卡尔曼滤波器预测目标在当前时刻的起始位置,并利用互信息量与目标尺寸之间的关系,在mean shift算法中加入了一个尺度更新项,通过尺度更新对运动目标,特别是目标尺寸变化的目标进行自适应跟踪。实验表明该算法提高了mean shift跟踪算法的适应性,有效地解决了长时间跟踪过程中尺度变化目标定位困难的问题。     

A novel fast moving object contour tracking algorithm

If a somewhat fast moving object exists in a complicated tracking environment, snake’s nodes may fall into the inaccurate local minima. We propose a mean shift snake algorithm to solve this problem. However, if the object goes beyond the limits of mean shift snake module operation in suc- cessive sequences, mean shift snake’s nodes may also fall into the local minima in their moving to the new object position. This paper presents a motion compensation strategy by using particle filter; therefore a new Parti...     

基于中值移位的粒子滤波多目标跟踪算法

针对传统粒子滤波多目标跟踪过程中的发散问题,提出了一种基于中值移位的粒子滤波多目标跟踪算法。该算法采用具有优良特性的中值移位方法对重要性重采样后的中间结果进行聚类分析,得到相应的粒子子群,从而获得各个目标的最优状态估计,提高滤波精度,并对目标的进出场景和遮挡问题进行有效处理。视频跟踪仿真试验表明该算法是稳健的,能够在复...     

边界约束的核密度估计红外人体目标跟踪方法

基于核密度估计的均值漂移算法因其良好的实时性而被广泛地应用于目标跟踪,但传统的均值漂移算法极易因颜色等信息的缺乏而使跟踪不稳定,且目标尺度的变化也不利于目标位置的准确估计,为此,提出了一种具有边界约束的均值漂移红外人体目标跟踪新方法。该方法通过各向异性扩散,并联合红外图像的梯度与亮度信息来获取目标边界,自适应调整核窗宽,从而利用均值漂移策略进行红外人体目标跟踪。实验结果表明,该方法在红外人体目标尺度改变时仍能实现良好的跟踪。     

Improved mean shift algorithm for occlusion pedestrian tracking

Occlusion pedestrian tracking is still a difficult problem in video surveillance, while traditional mean shift tracking algorithms fail to track these kinds of targets. Proposed is an improved mean shift tracking approach to solve this problem. Two aspects are improved for the traditional mean shift tracking algorithm. First, occlusion layers are used to represent pedestrian occlusion relation and the non-occlusion part of each pedestrian which is obtained according to occlusion relation is used for the mean shift tracking algorithm. Secondly, the states of the related occlusion pedestrians are gradually adjusted one by one to eliminate the occlusion effect, during the tracking process. The contrast experiment results show that the improved algorithm is real time for well tracking the occlusion pedestrians which cannot be tracked by the traditional mean shift tracking algorithm.     

基于RPF的异构传感器检测前跟踪算法研究

针对异类传感器信息差异化、标准粒子滤波在检测与跟踪时存在的粒子贫乏等问题,提出了基于RPF的异类传感器检测前跟踪算法.由于标准粒子滤波器容易产生粒子贫乏,无法对检测空间进行有效搜索检测,因此,引入RPF滤波器解决粒子滤波器重采样时的粒子贫乏问题,并在保证跟踪精度的前提下确保跟踪与搜索粒子数目不变;同时利用粒子空间分布特点,通过空间变换的手段实现粒子空间转换与配准,以此实现异类传感器在概率空间的一致表示.对该算法进行仿真,仿真实验结果表明异类跟踪算法优于单一传感器的检测与跟踪性能.