基于卡尔曼滤波的人脸跟踪算法

针对实时视频监控领域中传统的Camshift算法不能自动跟踪人脸和容易受到肤色相近遮挡等问题,采用Ad-aboost算法实现了人脸的自动检测,同时对于跟踪丢失等情形,通过卡尔曼预测对跟踪偏差进行实时改进。实验表明跟踪的准确性有较大提高,具有较好的实时性;在相近肤色遮挡时仍能实现正确跟踪,并对侧脸也有较好的效果;算法具有较好的鲁棒性。     

Tracking of human head with particle filter

To cope with the problem of tracking a human head in a complicated scene,we propose a method that adopts human skin color and hair color integrated with a kind of particle filter named condensation algorithm.Firstly,a novel method is presented to set up human head color model using skin color and hair color separately based on region growing.Compared with traditional human face model,this method is more precise and works well when human turns around and the face disappears in the image.Then a novel method is presented to use color model in condensation algorithm more effectively.In this method,a combination of edge detection result,color segmentation result and color edge detection result in an Omega window is used to measure the scale and position of human head in condensation.Experiments show that this approach can track human head in complicated scene even when human turns around or the distance of tracking a human head changes quickly.     

HLBP与颜色特征自适应融合的粒子滤波目标跟踪改进算法

针对只采用颜色特征的经典粒子滤波目标跟踪算法无法适用相同颜色干扰情况的缺陷,提出一种结合HLBP特征与颜色特征的自适应粒子滤波跟踪算法. 该算法采用Haar型局部二值模式算子(Haar local binary pattern,HLBP)提取的HLBP纹理特征与颜色特征结合,通过自适应权值动态调整颜色特征和纹理特征在追踪过程中的比重,实现颜色纹理特征的自适应融合. 实验表明,该算法改进了相同颜色干扰情况下的追踪效果,并在目标被遮挡的情况下仍能持续稳定地追踪,提高了追踪的准确度和适用性.     

视频序列中的人脸实时跟踪与识别方法

集成了基于肤色的人脸跟踪和基于PCA/BPNN(主成分分析/前馈神经网络)的人脸识别技术,提出了一种人脸实时跟踪与识别方法.该方法可以实现复杂背景下的人脸跟踪,并可处理人脸遮挡问题.通过平均视频序列中的多幅人脸图像,获得了很高的正确识别率.该方法在800 MHz主频的微机上实现,系统处理速度达20帧/s.     

基于区域合并与轮廓模型的图像序列人物轮廓分割

为解决受图像背景复杂度影响,分水岭算法较难高精度实现图像序列中人物轮廓的分割与追踪这一问题,提出了利用颜色空间转换的区域合并实现目标轮廓区域的划分、并基于人物头部轮廓信息生成人物领域轮廓模型的方法。通过对人物领域边界线生成的初步轮廓模型进行高斯函数的卷积运算,生成形态轮廓模型的有效对象模板,实现图像序列的人物领域中不依靠序列差分和移动向量亦能在图像序列中追踪移动对象。基于颜色空间转换的区域合并和轮廓模型算法,可满足视频背景变动并且背景复杂的情况下对图像序列中的人物轮廓进行有效分割。实验结果验证了本算法的有效性与鲁棒性,可有效而稳定实现图像序列中人物轮廓的分割。     

基于肤色和人脸形状约束的正面人脸轮廓提取算法

提出了一种基于肤色和人脸形状约束的正面人脸封闭轮廓提取方法.首先在YCgCr空间中对图像数据进行阈值分析,建立肤色模型,并通过肤色模型对肤色区域进行初定位,再经过对肤色区域的连通区域标记,进而根据区域像素数量筛选去除非人脸区域.然后提取人脸初步轮廓,并结合人脸形态比例去除颈部轮廓.最后通过相关形态参数构建出人脸下巴轮廓,最终得到一个连续、封闭的人脸轮廓.     

基于肤色模型和重心模板的人脸检测

为了获得具有较高检测率并保持较低误检率的快速人脸检测,提出了一种基于知识的人脸检测方法.在人脸粗检中用肤色模型分割出输入图像中的人脸可能区域,并对这些区域进行重心模板匹配过滤出非人脸区域.利用人脸的生理分布特征设计出一种动态的人脸三分图分布模型,并以不同条件下的大量人脸图像样本作为统计数据建立了一个人脸规则知识库,用来判定过滤后的区域是否为人脸.实验结果表明,该方法具有很好的鲁棒性,能快速检测出不同光照、不同大小和有一定旋转角度的人脸.     

核粒子滤波目标跟踪算法

针对粒子滤波的退化问题以及使用单一特征跟踪鲁棒性不高的缺点,提出了一种基于多特征融合的核粒子滤波目标跟踪方法.首先在核粒子滤波中提出新的权值更新方法,然后将颜色和纹理特征在核粒子滤波方法框架下进行融合实现鲁棒跟踪.对颜色和纹理特征的计算分别采用空间直方图和积分直方图的计算方法,这2种计算方法有效地克服了2种特征自身存在的缺点.该算法提高了采样效率,解决了粒子滤波的计算量大和粒子退化问题.最后应用本文算法在复杂背景和严重遮挡等情况下的目标序列上进行了测试,实验表明该算法不仅能准确地跟踪目标,而且能很好地处理目标遮挡等问题.     

GPU加速的鲁棒性人脸2.5D重建方法

针对人脸三维重建问题,提出利用多面体模型快速从人脸三幅光度立体图像中重建其2.5D结构的鲁棒性方法,并较少受高光和阴影以及毛发的影响。以漫反射光照模型建立多面体每个面与人脸图像每个像素点间的方程组,利用加权最小二乘方法求解初始人脸2.5D结构,并利用计算机图形学算法以包含镜面反射和阴影的绘制模式虚拟合成该初始结构的光度立体图像。以此虚拟光度立体图像进行第二次重建,并比较两次重建结果的差异以推断重建方法的误差,从而修正计算结果。为加速计算过程,给出了充分利用现代可编程图形处理器(GPU)高速并行计算能力的硬件实现计算的方法。在YaleB人脸数据库上的实验表明,该方法能快速重建出人脸的2.5D形状和纹理,并克服阴影和高光以及毛发的影响。     

花式纱线的计算机模拟

为了解决由于花式纱线不规则的外形、复杂的材质结构以及丰富的色彩变化，造成真实感模拟的困难，将花式 纱线的特征参数分为形态、材质和颜色三个主要方面，提出在计算机上模拟花式纱线的实现方案．用多段拼接的低次贝 塞尔曲线构造花式纱线的形态轮廓，在形态轮廓区域内及其附近添加基于光照明模型的光照明因子模板和随机噪声函数 表现纱线的材质，纱线的配色在色调、亮度、饱和度（hue、luminance、saturation,HLS)颜色模型中进行，可以单色平 铺和多色渐变．对棉质单色雪尼尔纱、波纹纱以及渐变色雪尼尔纱的模拟效果表明，整套方案能够实现对花式纱线较为 逼真的模拟．     

基于图像矩信息的CamShift视觉跟踪方法

为了适应视觉跟踪过程中目标形态的变化,使用核密度估计对视频序列中的运动目标进行色彩分布建模,运用CamShift算法进行跟踪,并结合图像矩信息确定目标区域.采用全局更新策略对目标色彩分布模型进行实时更新,进一步提高了跟踪的准确性.实验结果表明,该方法对目标在平移、旋转、局部遮挡等不同运动条件下均可实现稳定的跟踪,克服了尺度变化对跟踪带来的影响,是一种鲁棒性较强的跟踪算法.     

采用纹理分析的运动人体阴影分割方法

研究采用纹理分析的方法来消除由光照产生的人体阴影,进行人体阴影分割,首先采用混合高斯模型对运动人体前景及背景进行提取,主要研究采用多尺度小波分解来提取运动人体背景及前景纹理及颜色特征,建立基于像素的纹理及颜色特征向量,并采用支持向量机对特征向量进行分类,如前景像素点特征向量与对应的背景像素点特征向量一致时,可判定为阴影区域。结果表明:采用此纹理分析方法可很好地分割出阴影区域,并且光照变化及采集图像时的颜色偏差对阴影提取几乎没有影响。     

Robust visual tracking algorithm based on Monte Carlo approach with integrated attributes

To improve the reliability and accuracy of visual tracker,a robust visual tracking algorithm based on multi-cues fusion under Bayesian framework is proposed.The weighed color and texture cues of the object are applied to describe the moving object.An adjustable observation model is incorporated into particle filtering,which utilizes the properties of particle filter for coping with non-linear,non-Gaussian assumption and the ability to predict the position of the moving object in a cluttered environment and two complementary attributes are employed to estimate the matching similarity dynamically in term of the likelihood ratio factors;furthermore tunes the weight values according to the confidence map of the color and texture feature on-line adaptively to reconfigure the optimal observation likelihood model,which ensured attaining the maximum likelihood ratio in the tracking scenario even if in the situations where the object is occluded or illumination,pose and scale are time-variant.The experimental result shows that the algorithm can track a moving object accurately while the reliability of tracking in a challenging case is validated in the experimentation.     

基于多模板配准的人体上半身三维运动跟踪

单目视频下的人体三维运动跟踪过程中,二维肢体模板由于遮挡而无法配准,从而造成跟踪丢失。针对这一问题,建立人体肢体的三维纹理模型用于人体运动跟踪。首先在初始帧中得到纹理模型在直立姿态下的二维模板及各像素点的局部坐标,在其它帧中利用像素灰度一致性约束优化进行跟踪,同时由跟踪结果生成新的二维模板,形成一个模板库。随着跟踪帧数增加,模板库动态更新,最终跟踪结果由模板库中各模板配准结果中的最优值决定。实验结果表明,与单一二维模板配准算法相比,多模板匹配能够克服由于肢体自旋转而造成的遮挡,取得了更好的跟踪结果。     

基于多特征在线模板更新的鲁棒目标跟踪算法

在Mean-shift算法框架下提出一种基于多特征在线模板更新策略的鲁棒目标跟踪算法．首先,针对目标与背景色彩相似引发的跟踪漂移现象,提取照度不变性色彩特征与旋转不变性LBP纹理特征提取算法,并通过引入BWH算法实现多特征融合;其次,在传统的Mean-shift算法收敛条件上增加了直方图相似度校验,以避免陷入局部最优解．此外,还提出了基于直方图差异空间分布图的遮挡现象检测算法,从而提升了模板在线更新算法的准确性．实验结果表明,本文方法对于复杂动态场景、遮挡现象以及目标自身形变具有较强的鲁棒性和较高的准确性．     

基于Haar特征级联强分类器和肤色模型的人脸检测

提出了基于Haar特征级联强分类器和肤色模型校验的快速人脸检测算法。利用基于人脸Haar特 征的级联强分类器快速检测人脸,得到待判人脸区域,其中可能含有非人脸误检区域;利用肤色聚类模型对待判人 脸区域进行筛选,过滤误检的非人脸区域。实验结果表明,该算法误检率低,检测速度快,在实际应用中有一定的价 值。     

改进的梯度与肤色融合均值移动粒子滤波人脸跟踪

针对单一肤色特征的跟踪算法鲁棒性不高的问题,提出一种多特征融合的均值移动粒子滤波(MSPF)跟踪算法.该算法用肤色特征与梯度特征表示候选目标,通过粒子滤波与均值移动算法进行特征融合.实验结果表明,该算法能够较好地提高跟踪效率,并对光照、人脸遮挡和人脸旋转等有一定的适应性.     

基于人脸色温的拼接图像篡改检测

针对人脸拼接篡改图像,提出一种判断人脸合成的图像篡改检测方法。以人脸作为检测目标,利用目标检测技术,对图像中的人脸进行定位后估计人脸色温,然后估计参考色温,计算人脸色温与参考色温的色温距离,找出色温异常的检测目标视为篡改目标,并用该算法定位出篡改目标的精确位置。实验结果验证了该算法具有的有效性。     

基于加权空间直方图的均值漂移目标跟踪

目标模型内的背景像素会造成目标跟踪定位偏差。为了减少背景像素对跟踪造成的定位偏差,首先通过目标区域像素和目标区域周围背景像素的颜色直方图定义了一个加权系数,然后将该加权系数引入到空间直方图的计算中,提出了一种基于加权空间直方图的均值漂移(MS)目标跟踪算法。在此基础上,给出了一种模型更新方法。仿真实验表明,该算法具有很好的跟踪精度,对遮挡具有更好的鲁棒性。     

基于粒子滤波的抗遮挡跟踪算法

摘要：目标遮挡在图像跟踪中是一个不可避免的问题,粒子滤波器能够实现杂背景下的目标跟踪,但在目标被长时间被全部遮挡再重新出现时难以恢复有效跟踪。本文基于粒子滤波器提出了一种利用分块匹配结果进行遮挡判别和目标全遮挡出现时进行全局搜索的方法,实验证明该方法有效解决了长时间被全遮挡的目标的跟踪问题。