基于SUSAN方法的相干激光雷达距离像跟踪算法

在相干激光成像雷达跟踪系统中,跟踪算法是决定激光雷达跟踪性能的关键.针对激光成像雷达所成距离像的特点,以及以前算法中必须预先给定模板这一缺陷,采用了一种加权的SUSAN方法找出图像中目标的特征点,确定目标中心,在实时图像中提取模板,通过两级相关运算,进行目标跟踪,给出了相关跟踪的帧内置信度和帧间置信度信号,完成模板的智能更新.在不同的信噪比下进行序列图像跟踪实验,实验结果表明,在所研究的仿真目标中应用此相关跟踪方法,能够较准确的提取模板,跟踪精度较好.     

地面复杂场景图像相关跟踪算法研究

提出了一种性能良好的快速图像相关跟踪算法，利用视频图像序列帧间及帧内的相关性，采用空间及灰度多尺度分解算法，减少匹配算法的运算量和提高目标定位精度，建立相关跟踪置信度评估、模板自适应刷新、相似目标辨识等准则，有效地提高目标跟踪的稳定性和鲁棒性。实验结果表明，该算法能够较好地实现各种复杂场景条件下的目标稳定跟踪。     

自适应模板匹配在自主空中加油跟踪中的应用

自主空中加油技术越来越重要,在软管加油的对接阶段,运用模板匹配跟踪技术对目标进行跟踪。本文利用直方图均衡化、形态学算法和边缘轮廓提取得到初始模板;然后利用归一化相关匹配法对模板进行匹配,同时利用归一化相关值作为参考,判断是否对模板进行更新,从而得到自适应模板;为了缩小匹配时的搜索范围,加入了轨迹跟踪的算法,大大节省了运算时间。通过仿真实验显示,该算法切实可行。     

利用SUSAN算子的特征复合相关跟踪算法

文中提出了一种新的相关跟踪算法,该算法利用ＳＵＳＡＮ算子提取特征、选取灰度子模板进行相关匹配,再由特征匹配作精确定位和置信度分析,并利用特征信息对相关运算进行加权以降低小尺子模板对相关匹配定位精确度的影响。实验结果证明了该算法的有效性。     

基于SWAD算法的空间面目标高精度跟踪技术研究

针对空间面目标的高精度跟踪问题,提出一种面目标高精度跟踪方法,该方法利用SWAD模板匹配算法和亚像素拟合算法提取目标精确的位置信息,并在跟踪过程中对模板进行实时更新。对传统的无限冲击响应滤波模板更新方法进行了改进,提出一种变系数模板更新方法,该方法计算量小,不需要经过复杂的置信度判断,模板更新系数由当前模板图像和当前最佳匹配区域图像的灰度值决定;利用不同亮度的目标,以及对目标图像进行尺度变换模拟姿态变化的目标,比较了该模板更新算法和传统算法的匹配误差,结果表明:该算法能够更好地适应目标姿态的变化;最后通过平行光管和靶标板模拟远场非合作目标,搭建了室内演示试验,证明了利用模板匹配进行高精度目标跟踪的可行性。     

复杂背景下抗遮挡的运动目标跟踪算法

通过对各种跟踪算法的研究,提出了一种适应性较好的目标运动预测与多模板匹配相结合的相关跟踪算法,并给出了模板匹配相关算法中的判断准则、模板更新准则和目标被遮挡判断。实验证明,该方法能够在复杂背景条件下运动目标发生遮挡时进行稳定跟踪。     

基于匹配跟踪置信度的自适应对应像素距离图像匹配跟踪算法

本文结合最小绝对差度量(MAD)和(Hausdroff)距离度量两者的基本思想的优点,提出了一种新的对应像素距离相似性度量方法和自适应模板图像匹配跟踪算法,设计了帧间和帧内匹配跟踪置信度,提出了基于匹配跟踪置信度的自适应对应像素距离图像匹配跟踪算法.并对基于匹配跟踪置信度的自适应对应像素距离图像匹配跟踪算法的匹配跟踪性能进行分析,实验结果表明:该算法具有较强的抗噪、抗畸变能力和匹配跟踪稳定性,具有较高的匹配精度和匹配概率.     

基于分层模板的目标实时跟踪算法

在数字图像处理领域里,相关匹配技术有着广泛的应用,尤其在目标搜索和跟踪应用中.相关匹配算法通过计算目标图像与模板图像的相关值来确定是否图像和模板相关,具有很高的跟踪准确性和稳定性,但当目标仅占模板一小部分时,普通相关匹配算法效果很差.分析了有关相关跟踪算法的特点,提出了分层模板匹配的算法,并应用在实际的工程应用系统中;通过实验证明,该算法能较好地改善对小目标的跟踪效果,并可以克服障碍物对目标的部分遮挡问题.     

任意指定地面复杂场景图像目标的去均值相关跟踪算法

本文通过对相关系数作为相似性度量准则的匹配跟踪算法的改进,提出了去均值相关跟踪算法,采用网格搜索法进行粗匹配,以邻域法进行精匹配,减少了算法的计算量,满足机载成像光电吊舱系统目标跟踪的实时性要求。提出了自适应模板更新方法和修正的自适应模板更新方法,并对这两种方法进行仿真比较,实验表明,修正的自适应模板更新方法具有更高的跟踪精度和更好的跟踪稳定性。     

基于奇异值分解的特征跟踪方法

在传统的基于模板匹配的跟踪方法中，均是给定一个模板，然后从图像中各个位置取出一个个与模板大小一致的区域进行相似性度量，找出与模板距离最小的一个区域作为当前模板，以便进行下一步的匹配跟踪工作。在景象匹配和相关跟踪过程中，由于所面临的大多数是变化的场景，实时获取的图像与预存模板之间存在比较大的差异，传统相关匹配方法的应用就会受到限制；而且在跟踪过程中，随时更新模板会造成跟踪性能对扰动过分敏感，从而产生漂移。首先拍摄目标不同角度的图像（尽可能包含目标可能出现的所有情况），构成目标图像训练集合，抽取出特征矩阵，对它进行奇异值分解，构成一个关于目标的多维空间。然后再用匹配方法在全局范围搜索，找出目标的大致位置，并利用收敛方法在确定的大致位置内进行搜索，确定目标的仿射变换系数，从而得到一个目标位置的确切描述。     

以一种新的距离度量作为反馈的相关跟踪方法

基于相关的模板匹配方法在图像跟踪中得到了广泛的应用,但是这种方法的主要缺点是对图像噪声非常敏感,而且由这种方法得出的相关曲面比较平坦。为了有效抑制噪声和局部遮挡对图像的影响,提出用鲁棒统计中的一个值代替相关值作为距离度量。它不是计算两幅图像的对应像素差值,而是计算两幅图像中差别不大的对应像素对的个数。实验证明这样得到的曲面相对　　收稿日期:2003 08 31;　修订日期:2003 10 28作者简介:张桂林(1944 ),男,天津人,教授,博士生导师,主要研究方向为自动识别、人体生物统计特征识别、图像处理算法与系统性能评估等。　　　　　　　要尖锐得多。当上述的距离度量应用于跟踪过程中时,模板的合理更新对跟踪非常重要。基于上述的距离度量方法,提出了一种新的模板更新策略。利用两幅图像中近似像素在整修匹配模板像素中所占的比例大小决定加权系数。这种加权策略可以自适应地根据图像序列的变化选择更新相关模板,同时在一定程度上减小模板漂移的危险。     

基于主分量寻踪的鲁棒视觉跟踪

传统子空间跟踪易受到模型漂移的影响而导致跟踪失败.针对此问题,本文提出一种基于主分量寻踪的鲁棒视觉跟踪方法.该方法以多个模板张成的子空间作为目标表观模型,利用主分量寻踪求解候选目标的误差分量,在粒子滤波框架下利用候选目标的误差分量估计最优状态参数.为了适应目标表观变化并克服模型漂移,本文提出一种模板更新方法.当跟踪结果与目标模板相似时,该方法利用跟踪结果更新目标模板,否则利用跟踪结果的低秩分量更新目标模板.在多个具有挑战性的图像序列上的实验结果表明:与现有跟踪方法相比,文中的跟踪方法具有较优的跟踪性能.     

一种快速目标检测跟踪方法研究与实现

阐述目标检测跟踪详细过程,提出一种近距离复杂背景下使用快速模板匹配方法对运动目标检测跟踪的方法。该方法针对目标的环境,利用高斯-拉普拉斯滤波器预处理,进而对相邻图像的差分图像获取和识别运动目标中心和区域大小,然后利用相关匹配算法并结合改进的十字搜索法对目标进行快速持续的检测跟踪。实验表明该方法是有效的。     

极线和级次双约束的光栅投影测量方法

利用结构光辅助立体视觉技术在三维测量领域可以很好地解决被测物特征稀疏的问题,从而实现对物体几何尺寸的高精度测量。提出了利用极线和条纹级次双约束的方式,通过双目相机中的极线约束原理和多频外差法得到的光栅条纹级次进行混合约束,降低了立体匹配的待匹配区域。立体匹配过程中设计了一种带权值的窗口模板,利用相位信息配合模板匹配的方式确定初始匹配点,并通过初始匹配点与附近点的相位差值利用二次曲线拟合方法实现亚像素级匹配。实验表明:该方法在较小视场测量中应用良好,对直径10 mm大小的球体可以实现快速、准确的测量。     

基于目标变换模型的跟踪方法研究

图像目标跟踪是计算机视觉领域中富有挑战性的工作之一,但已有的算法大多都存在一定的局限性。针对目标相关匹配方法难以处理图像序列中目标所具有的连续性的尺度变化、旋转、变形等问题,通过在相邻两帧图像之间建立目标相对变化关系的数学模型,并依据该变换关系的数学描述及一定的相关测度对跟踪问题进行最优化建模,将目标跟踪问题转化为目标变换模型参数的最优化求解问题,最后利用L-M算法对上述优化问题进行求解,实现目标跟踪。实验结果表明,该方法对发生连续性平移、尺度、旋转、变形等变化的目标具有良好的跟踪精度,且对图像质量要求不高。     

新的基于Kalman滤波的跟踪方法

模板更新策略是匹配跟踪算法成败的关键,为了提高基于模板匹配跟踪算法的性能,在分析多种模板更新算法的基础上,给出使用Kalman滤波器更新模板的方法。该方法不再将模板图像视为一个整体,而是使用Kalman滤波器对模板图像逐像素点进行更新,以得到自适应和最佳的目标模板图像,使匹配跟踪算法的性能得到很大提高,特别对于目标被遮挡、目标姿态变化以及环境照度变化有很强的适应性。对匹配算法的改进和遮挡的处理使该算法的性能得到进一步提高。实验结果表明该方法行之有效。     

基于变形模板技术的目标轮廓跟踪算法

为了适应目标旋转、尺度、场景光照等变化,利用B样条曲线表达目标轮廓,结合变形模板技术对运动目标的轮廓进行跟踪.在跟踪过程中,沿着模板曲线的法线方向检测目标轮廓,提高了检测效率.根据同一曲线上相邻点间的相关性,对检测所得的轮廓点集的坐标序列进行中值滤波,有效降低噪声干扰.将检测到的轮廓点集在形状空间匹配,使目标轮廓的形变限制在一定范围之内,有效抑制噪声和背景边缘特征的干扰.仿真试验表明,该算法能够有效得到目标轮廓,且具有较好的实时性.     

MCD-SSDA匹配方法研究

MCD相关匹配是针对模板相关匹配算法中存在的缺点提出的一种新的图像相似度度量方法,即将目标图像中与模板图像相接近的点的个数作为相似度量来进行匹配,该方法已验证具有相关曲面尖锐,置信度高的特点．考虑到硬件实现及实时性的需要,在分析了经典的SSDA算法的基础上,重新对MCD表达式进行定义并提出了MCD—SSDA匹配方法,经Matlab仿真实验后证明该方法具有优越性．