分层关联的多目标跟踪算法研究

检测跟踪(Tracking by detection)是近年来多目标跟踪领域的一个主要研究方向。遵循检测跟踪框架,提出一种基于分层关联的全局性的数据关联算法。首先利用目标检测器在整个视频上检测目标,得到检测响应;然后利用广义最小团图在视频片段中对检测响应进行数据关联,得到轨迹片段;最后再在整个视频中对轨迹片段进行分层关联,得到最终的轨迹。在公共数据集上的测试结果表明,该算法能够有效地对多个目标进行数据关联,具有较强的处理遮挡能力。     

融合YOLO检测的多目标跟踪算法

针对目前视频多目标跟踪过程中的遮挡问题,提出了一种融合YOLO v3的多目标检测和跟踪算法,选定基于检测跟踪的框架作为跟踪的整体框架,使用YOLO v3来实现对目标信息的检测工作,在选定某一检测类别的基础上,使用本文提出的跟踪算法,通过数据关联完成对此类别的多目标跟踪,并针对跟踪过程中的目标遮挡问题以及因目标遮挡而引起的轨迹跟踪异常的问题,提出了修正算法。测试视频中被遮挡的大部分目标都能准确地跟踪,但在背景移动时也会发生一部分目标身份互换的情况。所提出的算法在解决多目标跟踪中的遮挡问题时具有一定的准确性和实时性。     

遮挡情况下的多目标跟踪算法*

在视频监控系统中,由于背景的复杂变化,运动目标经常会出现部分或全部被遮挡的情况。为了在遮挡条件下进行多目标跟踪,针对运动目标发生遮挡情况下的Mean Shift跟踪问题进行了研究,提出一种新的抗遮挡算法。利用卡尔曼滤波器来获得每帧Mean Shift算法的起始位置,再利用Mean Shift算法得到目标跟踪位置,通过目标遮挡判定机制和目标搜索机制来解决遮挡问题。实验表明,该算法较好地解决了运动目标的遮挡问题。     

基于背景差分和均值漂移的闯红灯车辆视频自动检测系统

在视频序列中使用均值漂移算法进行运动目标跟踪是一种可行的办法,但这种方法需要手动指定初始跟踪目标,无法做到全自动跟踪.在十字路口这一静态背景下,通过缩小感兴趣区域,使用背景差分的方法,结合图像形态学处理,完成对运动车辆目标的自动获取,从而实现闯红灯目标的抓取.自动检测系统和人工检测的对比实验表明,该系统的正确检出率可达到95.4%以上.     

短时记忆与CenterTrack的车辆多目标跟踪

目的 车辆多目标跟踪是智能交通领域关键技术,其性能对车辆轨迹分析和异常行为鉴别有显著影响。然而,车辆多目标跟踪常受外部光照、道路环境因素影响,车辆远近尺度变化以及相互遮挡等干扰,导致远处车辆漏检或车辆身份切换（ID switch,IDs）问题。本文提出短时记忆与CenterTrack的车辆多目标跟踪,提升车辆多目标跟踪准确度（multiple object tracking accuracy,MOTA）,改善算法的适应性。方法 利用小样本扩增增加远处小目标车辆训练样本数;通过增加的样本重新训练CenterTrack确定车辆位置及车辆在相邻帧之间的中心位移量;当待关联轨迹与检测目标匹配失败时通过轨迹运动信息预测将来的位置;利用短时记忆将待关联轨迹按丢失时间长短分级与待匹配检测关联以减少跟踪车辆IDs。结果 在交通监控车辆多目标跟踪数据集UA-DETRAC （University at Albany detection and tracking）构建的5个测试序列数据中,本文方法在维持CenterTrack优势的同时,对其表现不佳的场景获得近30%的提升,与YOLOv4-DeepSort（you only look once—simple online and realtime tracking with deep association metric）相比,4种场景均获得近10%的提升,效果显著。Sherbrooke数据集的测试结果,本文方法同样获得了性能提升。结论 本文扩增了远处小目标车辆训练样本,缓解了远处小目标与近处大目标存在的样本不均衡,提高了算法对远处小目标车辆的检测能力,同时短时记忆维持关联失败的轨迹运动信息并分级匹配检测目标,降低了算法对跟踪车辆的IDs,综合提高了MOTA。     

低视点下遮挡自适应感知的多目标跟踪算法

目的 针对低视点多目标跟踪场景的遮挡问题,提出一种能够遮挡自适应感知的多目标跟踪算法。方法 首先根据每帧图像的全局遮挡状态,提出了“自适应抗遮挡特征”,增强目标特征对遮挡的感知和调整能力。同时,采用“级联筛查机制”,减少由遮挡带来的目标特征剧烈变化而认定为“虚新入目标”的错误跟踪现象。最后,考虑到历史模板库中存在遮挡的模板对跟踪性能的影响,根据每一帧中目标的局部遮挡状态,提出自适应干扰模板更新机制,进一步提高对遮挡的应变和适应能力。结果 实验结果表明,本文算法在MOTA(multiple object tracking accuracy)、M OTP (multiple object tracking precision)、FN(false negatives)、Rcll (recall)、ML (mostly lost tracklets)等指标上明显优于STAM(spatial-temporal attention mechanism)、ATAF(aggregate tracklet appearance features)、STRN (spatial-temporal relat...     

多目标跟踪综述

多目标跟踪问题在军事和民用方面都有着十分广泛的应用。基于视频多目标跟踪的难点在于数据关联与遮挡。本文基于多特征融合与自适应模板、运动信息、3D空间、数据关联和多算法混合,对国内外多目标跟踪技术进行了归纳和比较,并总结了未来技术的发展方向。     

一种基于运动信息的多目标跟踪方法研究

为解决多目标跟踪中的遮挡问题,提出一种基于目标运动信息的方法。采用混合高斯模型结合背景差法获取初始运动信息,根据目标短时间内状态的稳定性,对其进行预测,再结合视觉特征达到精确跟踪。由于使用速度和视觉特征信息对目标单独跟踪,从而巧妙地避免遮挡的处理。实验结果表明,该方法实时有效,同时对遮挡问题的处理也有较好的效果。     

多目标跟踪中联合概率数据关联优化算法

研究多目标实时精确跟踪问题,针对在战场目标密集和电磁环境复杂的情况下,经典多目标跟踪联合概率数据关联算法的计算量剧增,在目前的硬件条件下,算法的实时性和有效性已不能满足要求.为提高算法的计算速度和效率,通过量化可行联合事件中相匹配的量测与目标的统计距离,来定义优化计算的约束条件,从而构建能量函数,把搜索最优可行矩阵问题转化为整数规划问题,对算法进行改进.在分析优化条件完备性的基础上,构建DHN人工神经网络,利用非线性计算能力对整数规划问题进行求解,并采用温控扰动的办法提高收敛速度,降低计算量.仿真结果表明,算法能在复杂条件下实时有效地量测数据,准确分配给目标航迹.     

基于ROI特征匹配融合的图像多目标跟踪算法

在图像多目标跟踪问题中,针对图像匹配无法辨别同类别目标以及状态滤波难以对目标突发机动建模两个难点,提出了一种多特征匹配融合跟踪算法。该算法在基于局部方差图(standard deviation map,STDM)的目标检测结果的基础上,首先利用目标感兴趣区域(region of interest,ROI)的图像匹配来克服目标状态匹配误差的影响;然后利用状态特征匹配消除图像匹配识别的模糊性;最后在关联代价全局最优化框架下,将两者匹配结果融合,以提高多目标跟踪的正确率。     

一种基于改进粒子滤波的多目标跟踪算法

针对复杂背景环境下的多目标跟踪问题,论述了主要的数据关联技术,将目标检测算法与粒子滤波相结合,利用颜色直方图作为观测模型,并利用全领域(GNN)算法进行数据关联.提出一种改进的基于粒子滤波的多目标跟踪算法,实现了视频场景中的多个目标跟踪.该算法对于目标在场景中的频繁出现和消失、相似外表、交叉运动和短暂遮挡等均有较好的处理效果.     

A new algorithm of bearings-only multi-target tracking of bistatic system

Much research mainly focuses on the batch processing method （e.g. maximum likelihood method） when bearings-only multiple targets tracking of bistatic sonar system is considered. In this paper, the idea of recursive processing method is presented and employed, and corresponding data association algorithms, i.e. a multi-objective ant-colony-based optimization algorithm and an easy fast assignment algorithm are developed to solve the measurements-to-measurements and measurements-to-tracks data association problems of bistatic sonar system, respectively. Monte-Carlo simulations are induced to evaluate the effectiveness of the proposed methods.     

基于协同关联粒子滤波算法的交互多视频目标跟踪

首先介绍了带马尔科夫跳变非线性系统(JMNSs)的状态估计问题,然后总结了JMNSs最优状态估计的难点和具有交互作用的多目标跟踪问题.在总结分析各类不同算法的基础上,提出了一种协同关联粒子滤波算法来解决目标数目在变化的交互多目标跟踪问题,改进后的算法不需要观测与目标状态关联和目标数量已知的假设.最后,通过仿真实验验证了改进后的算法在跟踪效果上优于现有算法,并能成功估计目标的数量.     

HELOP: Multi-target tracking based on heuristic empirical learning algorithm and occlusion processing

Multi-target tracking is one of the important fields in computer vision, which aims to solve the problem of matching and correlating targets between adjacent frames. In this paper, we propose a fine-grained track recoverable (FGTR) matching strategy and a heuristic empirical learning (HEL) algorithm. The FGTR matching strategy divides the detected targets into two different sets according to the distance between them, and adopts different matching strategies respectively, in order to reduce false matching, we evaluated the trust degree of the target’s appearance feature information and location feature information, adjusted the proportion of the two reasonably, and improved the accuracy of target matching. In order to solve the problem of trajectory drift caused by the cumulative increase of Kalman filter error during the occlusion process, the HEL algorithm predicts the position information of the target in the next few frames based on the effective information of other previous target trajectories and the motion characteristics of related targets. Make the predicted trajectory closer to the real trajectory. Our proposed method is tested on MOT16 and MOT17, and the experimental results verify the effectiveness of each module, which can effectively solve the occlusion problem and make the tracking more accurate and stable.     

一种新的AdaBoost视频跟踪算法

针对复杂场景中运动目标较难定位的问题,提出一种结合纹理和颜色特征的AdaBoost目标跟踪算法.首先在线训练一个弱分类器的集合区分目标和背景;然后,通过AdaBoost将集合中的各弱分类器组合成一个强分类器,用于标定下一帧中各像素的类别属性,并生成置信图;最后,在置信图中用Mean Shift算法定位目标的中心.实验结果表明,该算法在光照变化、目标自身发生形变和遮挡的情况下,能准确地对目标进行跟踪.     

Ants for track initiation of bearings-only tracking

A novel track initiation method using ants of different tasks, a kind of ant colony optimization (ACO) algorithm, is developed in this paper. For the proposed system of ants of different tasks, we assume that the number of tracks to be initiated equals the one of tasks, and moreover, ants of the same task search for a given track by collaboration, while ants of different tasks will compete with each other during the search process. In order to fulfill such behaviors, the pheromone model is established, and the corresponding objective function to be optimized is also presented. Numerical simulation results indicate that, for the case of bearings-only multi-sensor-multi-target tracking, the track initiation performance for the proposed system of ants of different tasks performs well compared to other track initiation methods.     

基于改进蚁群算法的多目标跟踪数据关联方法

针对多目标跟踪数据关联问题,提出一种快速实现多目标数据关联算法CACDA（Chaos Ant Colony Data Association）,利用蚁群算法的正反馈和并行搜索能力构建初始解并进行优化,引入自适应混沌机制,对信息素进行全局更新和混沌扰动,改善了蚁群算法在搜索后期出现停滞以及收敛于局部最优解的缺陷。实验结果表明,该算法不仅可以获得较高的关联准确率,也可以有效提高关联速度。     

多目标跟踪中多传感器分布式控制策略

分布式传感器网络技术在复杂的多目标跟踪系统中发挥了极其重要的作用.本文针对多传感器多目标跟踪中的分布式传感器控制问题,提出了基于信息论的多传感器控制策略.首先,本文利用随机有限集(RFS)建模,给出了多传感器多伯努利滤波器,并通过一组参数化的多伯努利过程来近似多传感器多伯努利密度.进一步的,通过多伯努利滤波器的序贯蒙特卡罗实现,设计采样方案对多伯努利密度进行粒子采样,用一组带有权值的粒子集近似多目标状态空间分布.随后,借助巴氏距离(Bhattacharyya distance)作为传感器控制的评价函数用于多个传感器的独立并行控制方案的决策制定.作为另外一个重要内容,本文提出了一种基于多目标战术重要性评估的多传感器控制策略.该控制方案旨在评估多目标战术重要性的基础上对威胁度最大的目标进行优先跟踪.最后,仿真实验验证了所提算法的有效性.     

基于改进的均值漂移算法的目标跟踪

提出了一种基于目标颜色特征的改进的均值漂移算法，对符合颜色模板的目标点不论其在直方图中的概率大小，都赋予相同的最大权值，使目标最大限度地成为密度极值区，以克服干扰影响，并提出了一种分块检测遮挡算法，遮挡期间不更新颜色模板，以保证遮挡后恢复准确的跟踪。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。