基于局部敏感直方图的压缩跟踪

压缩跟踪在光照发生剧烈变化和目标姿势变化较大时容易出现漂移甚至跟丢现象。针对此缺陷,提出基于局部敏感直方图的压缩跟踪。通过计算局部敏感直方图,提取光照不变特征,联合压缩跟踪中使用的特征得到更优的特征。对不同视频序列的跟踪结果表明,与压缩跟踪和多示例学习跟踪算法相比,提出的算法在目标姿势发生较大变化和光照变化剧烈的情况下能够实现稳定的跟踪,并且满足实时性要求。     

基于遮挡检测和时空上下文信息的目标跟踪算法*

基于时空上下文信息的目标跟踪算法利用目标与背景之间的时空关系,在一定程度上解决静态遮挡问题,但当目标出现较大遮挡或快速运动目标被背景中物体遮挡(动态遮挡)时,仍然会出现跟踪不准确或跟丢的情况.基于此种情况,文中提出基于遮挡检测和时空上下文信息的目标跟踪算法.首先利用首帧图像中压缩后的光照不变颜色特征构造并初始化时空上下文模型.然后利用双向轨迹误差对输入的视频帧进行遮挡情况判断.如果相邻帧间目标区域特征点的双向匹配误差小于给定阈值,说明目标未出现严重遮挡或动态遮挡,可以利用时空上下文模型进行准确跟踪.否则利用文中提出的组合分类器对后续帧进行目标检测,直至重新检测到目标,同时对上下文模型和分类器进行在线更新.在多个视频帧序列上的测试表明,文中算法可以较好地解决复杂场景下较严重的静态遮挡和动态遮挡问题.     

基于局部直方图的多区域目标跟踪算法

为克服光照变化和目标遮挡对运动目标跟踪的影响,提出了一种基于改进的局部敏感直方图的多区域目标跟踪算法。改进了局部敏感直方图并设计了快速算法;将改进的局部敏感直方图作为多区域跟踪算法中的目标建模方式,提高目标建模的准确性且降低提取目标特征的计算复杂度;针对多区域跟踪算法中融合各个区域块的特征相似值的需要,采用基于统计排序和最小二乘估计的参数估计方法计算整个目标块与模板的相似度。实验结果表明该算法能有效应对目标跟踪过程中光照变化、目标形变与遮挡的干扰,实现实时鲁棒的目标跟踪。     

时空上下文与CamShift相结合的目标跟踪算法

针对传统的时空上下文(STC)目标跟踪算法在完全遮挡或者遮挡面积过大时易导致跟踪失败的问题,提出了一种将STC与CamShift相结合的目标跟踪算法.通过设定一个阈值,来判断时空上下文算法何时进入目标遮挡.当进入遮挡时,利用CamShift算法得到的跟踪中心修正时空上下文模型计算出的跟踪中心,并用修正后的中心更新局部上下文区域.实验结果表明:提出的算法较原有的算法更加适合复杂的场景变化,具有更好的鲁棒性和稳定性.     

多模型协作的分块目标跟踪

为了解决复杂场景下,基于整体表观模型的目标跟踪算法容易丢失目标的问题,提出了一种多模型协作的分块目标跟踪算法.融合基于局部敏感直方图的产生式模型和基于超像素分割的判别式模型构建目标表观模型,提取局部敏感直方图的亮度不变特征来抵制光照变化的影响;引入目标模型的自适应分块划分策略以解决局部敏感直方图算法缺少有效遮挡处理机制的问题,提高目标的抗遮挡性;通过相对熵和均值聚类度量子块的局部差异置信度和目标背景置信度,建立双权值约束机制和子块异步更新策略,在粒子滤波框架下,选择置信度高的子块定位目标.实验结果表明,该方法在复杂场景下具有良好的跟踪精度和稳定性.     

基于N-LBP纹理与色度信息的Camshift跟踪算法

基于颜色特征的运动目标跟踪算法容易受到光照非均匀变化或阴影的影响,如何利用多种特征联合构造目标模型以提升跟踪性能是一个关键问题.提出了一种新的特征融合运动目标跟踪算法,该算法基于局部二值模式(Local Binary Pattern,LBP)纹理特征,引入光照自适应的局部标准差构造二值模式门槛值,采用统一模式下的N-LBP纹理描述子构造特征直方图,并结合色度信息建立联合直方图,在Camshift算法框架内进行目标跟踪.实验证明,与传统Camshift算法相比,该算法在保证跟踪算法实时性能的同时,可以更好地克服阴影遮挡等导致的非均匀光照变化带来的影响,具有良好的跟踪效果.     

基于图像传感器的上下文快速压缩感知算法

针对快速压缩感知算法在目标被遮挡、光照变化较大时存在跟踪不稳定的问题,提出了基于图像传感器的上下文快速压缩感知跟踪（ FCT）算法。新算法首先在Haar-like特征中引入时空上下文特征,通过目标周围的空间信息和时间上的递推关系协助估计目标的位置。通过改进的随机测量矩阵同时提取目标的纹理特征和灰度特征,加强了特征的稳定性,提高跟踪的准确性。通过方差分类器预判定候选样本,减少判定的次数,并减少错误的候选样本。改进的FCT算法对光照、旋转、尺度缩放都有良好的不变性,且不易发生跟踪漂移。实验证明：改进的FCT算法优于压缩感知跟踪（ CT）算法和FCT算法。     

融合显著度时空上下文的超像素跟踪算法*

为了更有效地利用目标的特征信息,提高目标的跟踪精度和鲁棒性,提出融合显著度时空上下文的超像素跟踪算法.首先对目标上下文区域进行超像素分割,根据运动信息计算目标上下文的运动相关性及特征协方差信息,得到相关性显著度.然后基于贝叶斯框架,在频域构建融合显著度信息的时空上下文模型.再利用联合颜色和纹理的直方图信息计算巴氏系数,更新时空上下文模型.此外,引入尺度金字塔模型,准确估计目标尺度.最后加入低通滤波自适应运动预测模块,在线更新动态模型样本集,使用岭回归方法实现低通滤波的参数在线更新.在公共数据上的实验表明,文中算法在光照变化、背景复杂、目标旋转、机动性高、分辨率低等情况下具有较好的跟踪效果.     

时空上下文抗遮挡视觉跟踪

目的 传统的视觉跟踪方法只考虑了目标本身的特征信息提取,忽略了目标周围稠密的上下文信息。一旦目标本身特征信息提取存在困难,很容易导致跟踪失败。为解决上述问题,提出一种时空上下文抗遮挡视觉跟踪算法（STC-PF）。方法 首先,利用目标与局部区域的时空关系学习时空上下文模型;然后,通过上下文先验模型和学习到的时空上下文模型计算置信图;最后,对时空上下文区域进行分块遮挡判别,若遮挡概率小于设定阈值,计算置信图所得最大概率位置即为目标位置;若遮挡概率大于设定阈值,则目标发生遮挡,通过子块匹配和粒子滤波估计目标位置以及运动轨迹,实现不同程度的抗遮挡跟踪。结果 对测试数据集中的图像序列进行实验,结果表明,STC-PF方法的跟踪成功率提高至80%以上;中心误差小于原算法;同时STC-PF算法在提高抗遮挡能力的前提下,运行速度与原算法相当,高于当前流行算法。结论 STC-PF算法能够适用于光照变化、目标旋转、遮挡等复杂情况下的视觉目标跟踪,具有一定的实时性和高效性,尤其是在目标发生遮挡情况下具有很好的抗遮挡能力和较快的运行速度。     

偏移校正的核空间直方图目标跟踪

针对传统均值漂移算法中核函数直方图对目标特征描述较弱、 跟踪窗不能动态调整容易导致目标跟偏或跟丢的缺点, 提出了一种改进的均值漂移跟踪算法.为提高目标特征描述的可靠性, 采用二阶空间直方图建立目标模型,以Bhattacharyya系数作为相似性度量; 通过偏移校正更新目标区域参数建立新的目标模型; 结合边缘与角点检测选取特征点建立仿射模型实现跟踪窗的调整; 根据卡尔曼残差判断目标是否被遮挡,从而选择卡尔曼滤波或是线性预测来确定目标位置. 实验结果表明,该算法可以准确地跟踪目标,对相似背景干扰、目标大小与方向的变化以及短时遮挡具有鲁棒性.     

基于粒子群优化算法和Uniform LBP特征的分块跟踪

针对鲁棒分块跟踪采用穷举的搜索策略以及对光照敏感等问题,提出了一种基于粒子群优化算法和Uniform LBP特征的分块跟踪方法。利用统一的局部二值模式（Uniform Local Binary Pattern）特征对光照的不变性以及计算效率高的特点,在原鲁棒分块跟踪方法以灰度积分直方图作为特征的基础上,添加了Uniform LBP特征;利用粒子群优化算法具有精度高,收敛快的特点,将PSO算法运用到对候选目标的搜索中。实验结果表明,在不降低算法运行速度的情况下,以及光照变化较大,短时间目标完全遮挡的跟踪环境下,该算法鲁棒性显著增强。     

一种基于空间直方图的多特征目标跟踪算法

为提高跟踪算法对光照或背景的大幅度变化和车辆大范围运动的鲁棒性,提出了一种基于空间直方图的多特征目标跟踪算法。算法以自适应权值多特征乘性融合框架为基础,分别建立目标的颜色、边缘和纹理空间直方图,使用Mean Shift迭代,利用各特征空间概率分布图中目标与背景的BH系数,调整特征权值。该算法使跟踪不再过分依赖某一单一特征,实现了复杂背景下目标的准确跟踪。     

多特征融合的鲁棒粒子滤波跟踪算法

为克服基于单一特征的跟踪方法在复杂环境和光照变化下易导致跟踪失败的缺点,提出了一种基于多特征融合的粒子滤波跟踪算法。通过基于HSV的多块颜色直方图来表征目标的总体分布,而方向梯度直方图又包含了一定的结构信息,两者互为补充,将两者融合于粒子滤波的框架中。同时,自适应更新融合权重、模板和噪声分布参数,动态调节粒子数目,在环境干扰较大(如遮挡)时,分配较多的粒子。实验结果表明,算法鲁棒性较高,同时提高了跟踪的精度。     

基于粒子滤波后验概率分布的多特征融合跟踪

在光照和目标形变等外部条件变化的情况下,仅利用目标的单一特征难以鲁棒的跟踪目标。提出了一种基于粒子滤波后验概率分布的多特征融合跟踪算法,在粒子滤波跟踪框架下,用直方图模型表征目标的颜色和边缘特征,通过两种特征后验概率之间的"协作"与"学习"实现特征融合,各种场景的试验结果比较表明,新的融合跟踪算法比仅用单一特征跟踪、现有的多特征融合算法具有更好的稳定性和鲁棒性,特别是针对环境光照和目标背景变化较大的情况更具有优势。     

基于梯度特征和颜色特征的运动目标跟踪算法

由于在复杂背景下仅针对目标的颜色或梯度特征进行跟踪存在不足,提出一种基于梯度特征和颜色特征相融合的CG_CamShift跟踪算法。该算法充分利用颜色直方图对目标全局的描述及方向梯度图对结构信息的描述,并结合Kalman滤波对运动目标位置进行预测,解决了复杂背景下光照、遮挡等引起的目标跟踪丢失等问题。实验结果表明,该方法在保障跟踪实时性的前提下提高了跟踪精度,并具有较强的鲁棒性。     

基于RSA-FCM算法的运动目标跟踪

运动目标跟踪领域的研究常用颜色直方图作为统计特征, 效果良好但也具有易受光照变化影响等缺点, 运用模糊颜色直方图的跟踪方法能解决以上问题. 针对传统模糊聚类方法中的不足之处, 提出了基于RSA-FCM算法的运动目标跟踪算法, 即在模糊聚类过程中使用随机采样策略确定聚类初值, 同时运用自适应模糊聚类模型进行运算, 提高了跟踪的速度和精度. 实验对比表明, 本文提出的算法在运动目标跟踪准确性和实时性较传统算法都有改进.     

Adaptive Hamiltonian MCMC sampling for robust visual tracking

Recent researches on visual tracking have shown significant improvement in accuracy by handling the large uncertainties induced by appearance variation and abrupt motion. Most studies concentrate on random walk based Markov chain Monte Carlo(MCMC) tracking methods which have shown inefficiency in sampling from complex and high-dimensional distributions. This paper proposes an adaptive Hamiltonian Monte Carlo sampling based tracking method within the Bayesian filtering framework. In order to suppress the random walk behavior in Gibbs sampling stage, the ordered over-relaxation method is used to draw the momentum item for the joint state variable. An adaptive step-size based scheme is used to simulate the Hamiltonian dynamics in order to reduce the simulation error and improve acceptance rate of the proposed samples. Furthermore, in designing the appearnce model, we introduce the locality sensitive histogram (LSH) to deal with appearance changes induced by illumination change. The proposed tracking method is compared with several state-of-the-art trackers using different quantitative measures: success rate and abruption capture rate. Extensive experimental results have shown its superiority to several other trackers.