基于最小平均相关能量滤波器的畸变目标识别

通过对多种畸变目标识别算法的研究, 对用于匹配滤波器的最小平均相关能量(MACE)滤波器进行了改进。利用MACE滤波器算法的基本思想构造滤波器函数, 在合成参考图像前对训练图像进行边缘提取, 并对联合图像的功率谱进行了拉普拉斯锐化, 成功实现了在联合变换相关器中对旋转目标图像的探测和识别, 提高了畸变图像相关峰的亮度, 拓展了联合变换相关器的探测和识别的范围。作为实例, 对旋转战机目标图像进行了计算机模拟实验和光学实验, 验证了该算法的可行性。     

基于最小平均相关能量滤波器的畸变目标识别

通过对多种畸变目标识别算法的研究,对用于匹配滤波器的最小平均相关能量(MACE)滤波器进行了改进。利用MACE滤波器算法的基本思想构造滤波器函数,在合成参考图像前对训练图像进行边缘提取,并对联合图像的功率谱进行了拉普拉斯锐化,成功实现了在联合变换相关器中对旋转目标图像的探测和识别,提高了畸变图像相关峰的亮度,拓展了联合变换相关器的探测和识别的范围。作为实例,对旋转战机目标图像进行了计算机模拟实验和光学实验,验证了该算法的可行性。     

基于数字相关滤波器的掌纹识别

为了在频域内对相位谱建立模型,运用相关滤波器方法进行掌纹识别。首先运用图像下抽样方法降低掌纹空间的维数,在低维图像上应用训练图像设计最小平均相关能量(MACE)滤波器,然后计算训练图像和测试图像的相关输出平面,根据峰与相关能量(PCE)比值指标进行掌纹匹配。运用PolyU掌纹图像库,对本文算法进行测试。实验结果表明,与传统子空间方法相比,本文方法的识别性能最优,识别率为100%,特征提取和匹配总时间小于0.5 s,具有快速、有效和易于实现等优点。     

自适应位置切换相关滤波目标跟踪

为解决卷积特征目标跟踪算法精确度和速度相互制约的问题,文中提出了一种基于峰值旁瓣比的自适应位置切换的相关滤波目标跟踪算法。将Pool4和Conv5-3层作为特征提取层,通过特征能量均值比获取有效的卷积特征,提高算法的速度;然后利用不同样本分布训练多个相关滤波器,并根据峰值旁瓣比筛选出最适分类器进行位置预测,提高了跟踪器的泛化能力;最后利用稀疏模型更新策略更新滤波器模板,减小过拟合现象的同时进一步提高算法的速度。在OTB100标准数据集上测试该算法,实验结果表明,文中所提算法的精确度为88.8%,较原分层卷积跟踪算法提高了6.1%;跟踪速度为47.5帧/s,是原算法的5倍,显示了良好的实时性能。     

自适应位置融合的目标跟踪算法

为提高分层卷积特征目标跟踪算法的实时性和鲁棒性,文中提出了一种基于多个相关滤波器预测位置自适应融合的实时目标跟踪算法。该算法首先提取VGG-19网络的Pool4层卷积特征,通过特征均值比对多通道的特征图进行裁剪,提高算法速度。然后利用不同高斯样本分布训练多个相关滤波分类器,并对所有分类器预测的目标位置进行自适应融合,提高算法对目标姿态变化的鲁棒性;最后采用稀疏模型更新策略,进一步提高算法速度。在OTB100标准数据集上测试本文算法, 实验结果表明,该算法的平均距离精度为86.3%,比原分层卷积特征跟踪算法提高了2.6个百分点,在目标发生遮挡、形变、相似背景干扰等情况时具有很好的鲁棒性;平均跟踪速度为45.2帧/s,是原算法的4倍,实时性能良好。     

基于自适应的核相关滤波的目标跟踪算法

针对核相关滤波器(KCF)跟踪算法在目标发生尺度变化和严重遮挡的情况下跟踪失败的问题,提出了一种基于自适应的核相关滤波的目标跟踪算法。该算法运用了尺度估计策略,使跟踪框自适应,用多项式核函数来减少计算量,采用了FHog目标特征代替原来的Hog特征,获取更多的目标特征信息。实验采用OTB-2013评估基准的50组视频序列进行测试,并与其他31种跟踪算法进行对比,测试所提算法的有效性。实验结果表明:所提算法成功率为0.549,精确度为0.736,排名第一,与KCF算法相比,分别提高了3.8%和1.0%。该算法在目标发生尺度变化、严重遮挡等复杂情况下,均具有较强的稳健性和鲁棒性。     

基于背景感知的相关滤波抗遮挡优化算法

针对相关滤波目标跟踪中由于目标遮挡、出视野引起的跟踪失败等问题,以背景感知相关滤波(background aware correlation filters, BACF)算法为基础,提出一种抗遮挡优化算法。首先特征提取部分融合方向梯度直方图(histogram of oriented gradient, HOG)特征与颜色名称(color name, CN)特征;其次提出层级遮挡优化算法,在目标跟踪过程中根据平均峰值相关能量(average peak to correlation energy,APCE)和最大响应峰值判断目标外观是否发生较大变化,并通过巴氏距离进一步计算目标相邻滤波器模板特征相似程度,以此判断造成目标外观变化的真正原因,进而决定是否更新模板;针对目标出视野问题,提出模板筛查策略,跟踪过程中每隔K帧对滤波器模板进行置信度考查,若目标丢失,则生成新的模板并对目标进行全局搜索重新抓取目标。通过在目标跟踪数据集OTB2015上测试,优化算法精确度与成功率分别为83.0%与78.8%,有效提高了算法性能。     

基于LBP与核相关滤波器的运动目标跟踪算法

针对核相关滤波器在复杂光照条件下出现的跟踪不稳定的现象,提出一种基于LBP(local binary pattern)与核相关滤波器的运动目标跟踪算法。在传统算法上增加LBP处理方法,降低光照对特征提取的影响,进而提高核相关滤波器算法在跟踪过程中对目标信息的采集精准度。实验表明,与经典的核相关滤波器跟踪算法相比,基于LBP与核相关滤波器的运动目标跟踪算法在复杂光照的情况下的跟踪性能有明显提升,能较好应用于实时场景中去,是一种稳定的目标跟踪算法。     

基于检测门限优化的DVB-T信号联合检测算法

针对检测过程中认知信号检测门限难以合理设定以及检测准确率不高的问题,根据数字电视地面广播(DVB-T)信号循环前缀特征,给出一种联合能量检测与循环前缀相关检测算法。该算法将虚警概率与检测概率的加权作为门限的函数,通过最小化函数获得优化检测门限,最终达到提高系统检测性能的目的。仿真结果也表明,在信噪比为-25~-10 dB时,对比传统能量检测算法,采用优化判决门限的能量检测算法,检测概率提高了10%~22%,联合检测算法的检测准确率提高了2%~25%。     

基于自适应相关滤波器的人眼定位改进方法

人眼定位是人脸识别、视觉跟踪系统中一个关键步骤。针对传统人眼定位方法定位精度低、误差稳定性差的问题,提出将自适应相关滤波器与灰度积分投影法相结合,在训练和测试阶段做了两点改进。首先对训练得到的自适应相关滤波器,在[-0.2,-0.1,0,0.1,0.2]角度范围内旋转得到5个滤波器,选择灰度最大值对应的位置作为初始定位点,然后在该定位点的5×5邻域内,水平和垂直方向分别做灰度积分投影,最后选择积分最小值的位置作为最终的目标定位点。与平均合成精确滤波器、最小输出平方误差和滤波器、自适应合成相关滤波器算法相比,改进算法的定位精度最大提高2.9%,平均绝对误差和标准差均低于原始算法。实验结果表明,提出的改进算法在定位精度和稳定性上均优于以上算法。