基于多特征信息融合粒子滤波的红外目标跟踪

多特征信息有较好的检测性能和适应性,而粒子滤波则是一种处理目标跟踪模型的非线性和非高斯特点的有效方法,将两者优点结合并针对红外图像特点,提出一种基于多特征信息融合的跟踪算法,该方法按一定的权值系数利用目标颜色和纹理特征构建模型,并融合于粒子滤波框架中。实验表明该跟踪方法能准确地跟踪海上红外运动目标。     

基于正则化观测矢量的H无穷粒子滤波红外目标跟踪方法

提出了一种新颖和鲁棒的红外图像序列中的目标跟踪方法。由于H无穷滤波器在系统噪声源不能确定或是未知的情况下具有较好的预测性能,所以以其估计得到的预测信息来分配粒子滤波算法的粒子。为解决粒子滤波的“采样枯竭”问题,正则化了H无穷粒子滤波器的观测矢量。同时,通过计算每个目标的亮度和局部标准差分布构成级联核的目标模型,以用于计算粒子集中各个粒子的加权值。对于目标的尺寸和表观信息变化的情况,以目标区域像素灰度值零阶矩的函数来调整跟踪窗口的大小,模型更新则通过更新目标模型的每个量化阶来实现。实验结果证明了所提出的红外图像目标跟踪方法是有效的,并且优于所比较的算法。     

一种基于粒子滤波的红外弱小目标跟踪方法

研究低信噪比复杂环境下的红外小目标检测和跟踪问题,提出了基于粒子滤波的高斯目标模型跟踪方法。粒子滤波是一种在非线性和非高斯情形下进行跟踪的强有力方法。将状态粒子决定的区域所对应的灰度分布与参考模型灰度分布相比较,得出最佳的后验估计。运用最佳粒子方法确定目标的坐标,实现跟踪、对真实红外图像序列的实验表明,该算法可成功跟踪和检测信噪比为1的小目标。     

基于MSPF方法的红外弱小目标自适应跟踪算法分析

根据红外小目标的特点,建立灰度统计直方图分布模型,以重要概率密度为切入点,融合粒子滤波和均值位移方法算法(MSPF),实现对红外小目标的跟踪.实验证明,通过对均值位移算法和MSPF算法方法的比较发现,MSPF算法能够较好地处理图像序列中由于局部遮挡所带来的影响,准确地对红外小目标进行跟踪.     

基于协方差描述子的红外目标粒子滤波跟踪算法

针对传统协方差矩阵跟踪方法中不能捕获目标旋转变化的问题,提出了一种基于椭圆协方差矩阵的红外目标辅助粒子滤波跟踪方法.首先对矩形协方差矩阵进行扩展,构建了椭圆协方差矩阵描述子,能有效适应目标的尺度和旋转变化,有效提高了目标模型的分辨能力.进而采用改进的李群结构来进行距离度量.在贝叶斯跟踪框架下,采用辅助粒子滤波采样粒子,解决了粒子滤波采样时由于没有利用观测值而造成粒子不能完全覆盖在目标位置附近的问题,最终实现了红外目标的准确定位.实验结果表明该算法简单有效,能准确跟踪尺度和旋转变化的红外目标.     

基于粒子滤波的红外目标跟踪新算法

粒子滤波是一种在非线性和非高斯情形下进行状态估计的有效方法。提出一种基于粒子滤波的红外目标跟踪的新算法。阐述了粒子滤波算法的原理,将粒子滤波引入到红外目标跟踪中。考虑到传统的粒子滤波跟踪算法存在计算量大,误码多的缺点,对传统算法进行了改进。对采样粒子进行优化选择,改进了重采样环节。实验结果表明,改进算法较传统粒子滤波算法能更准确,更有效的跟踪红外目标。     

基于稀疏表示模型的红外目标跟踪算法

针对红外图像序列中目标与背景的对比度低、灰度特征易受噪声影响等问题,提出了一种基于稀疏表示模型的红外目标跟踪算法。在粒子滤波的理论框架基础之上,采用目标在超完备字典中的稀疏表示作为观测模型,对红外目标进行描述,从而利用了图像的稀疏表示本身对噪声和遮挡不敏感的特性,可以有效地减弱背景杂波和噪声对跟踪算法的不利影响。此外,采用了一种在线学习的方法来完成对超完备字典中目标子空间的更新,使其不断地适应背景杂波、光照等各类因素引起的目标外观变化。实验结果表明所提出的算法是稳健和有效的。     

共生矩阵保局投影红外人体目标实时跟踪方法

针对红外图像中人体的鲁棒实时跟踪问题,提出了一种新颖的共生矩阵保局投影(COMLPP)方法.为了克服保局投影的红外图像中人体目标信息量不足的弱点,该方法首先构建了训练样本的共生矩阵,然后利用保局投影得到样本目标的共生矩阵保局投影子空间特征的表征向量,最后将上述表征模型与粒子滤波相融合,实现了粒子滤波框架下的人体跟踪算法.利用不同的红外图像数据库进行人体跟踪实验,结果表明:文中提出的方法能够实时有效地跟踪人体目标,并且对有部分遮挡的复杂场景有较强的适应性.     

在线自适应选择子空间的红外目标跟踪方法

传统基于子空间的目标跟踪方法以能量大小为准则建立子空间,没有考虑目标与背景之间的鉴别性,当两者间存在近似外观分布时将降低跟踪系统的性能。考虑到红外图像信噪比、对比度不高等特点,提出了一种以评估目标与背景间可区分能力为基础的子空间选择方法,并将该方法有效嵌入到粒子滤波跟踪框架下实现对红外目标的鲁棒跟踪。首先利用采样粒子分布以及当前目标状态,综合衡量粒子与目标间的特征分布差异和粒子逼近目标的程度来评估不同子空间的鉴别性,然后选择鉴别性最优的子空间作为下帧的跟踪子空间,从而实现对红外目标进行子空间自适应选择的鲁棒跟踪。对多个复杂场景下的目标跟踪实验表明所提出的算法要优于传统基于增量子空间学习的跟踪算法。     

内河运动船舶的准确检测跟踪技术研究

研究内河航运中运动船舶的准确检测跟踪.利用采集的红外视频图像进行船跟踪时,由于船舶的红外图像轮廓、形状和纹理特征不清晰,其用于目标描述的灰度特征不明显,传统的单一灰度特征检测跟踪方法不能有效描述灰度特征不明显的船舶目标,造成船舶检测跟踪的准确度不高的问题.为此,提出特征融合的船舶检测跟踪方法.将船舶的灰度特征和运动特征融合来描述运动船舶目标,避免传统单一灰度特征方法不能有效描述特征不明显的船舶目标问题,并利用粒子滤波算法构建观测概率模型,完成运动船舶的检测跟踪.实验表明,特征融合的方法能够有效描述船舶运动目标,准确完成船舶的检测跟踪,取得了理想的结果.     

基于粒子滤波的红外目标跟踪

粒子滤波(Partic le F ilter)是一种处理非线性和非高斯动态系统状态估计的有效技术.提出了一种基于粒子滤波的红外目标稳健跟踪新方法.在粒子滤波理论框架下,红外目标的状态后验概率分布用加权随机样本集表示,通过这些随机样本的Bayesian迭代进化实现红外目标的跟踪.系统状态转移模型选择为简单的二阶自回归模型,并自适应地确定系统噪声方差.红外目标的描述利用目标区域的灰度分布,该灰度分布通过核概率密度估计建立.通过计算参考目标的灰度分布和目标样本的灰度分布之间的Bhattacharyya距离,建立系统观测概率模型.实验结果表明该方法是有效的和稳健的.     

基于积分边缘强度局部均值的红外目标跟踪

针对红外目标跟踪问题,提出了在粒子滤波跟踪框架下,采用积分边缘强度局部均值作为红外目标特征的跟踪算法,不仅提高算法的跟踪精度,还提高算法的实时性。红外目标跟踪仿真试验比较表明该算法是稳健的,能够对红外运动目标进行有效、可靠的跟踪。     

一种新的红外目标跟踪方法

提出了一种基于灰度加权和Kalman滤波预测的红外目标跟踪方法。利用带有空间位置信息的目标区域直方图描述红外目标,克服了灰度直方图对图像描述缺少空间位置信息的缺陷,增加了描述的鲁棒性。同时,对跟踪目标的实时位置数据利用卡尔曼滤波校正和预测,增强了跟踪的实时性。实验结果表明,该方法是有效和稳健的。     

基于均值漂移和粒子滤波的红外目标跟踪

为了提高红外目标跟踪的准确性和稳健性,提出了基于均值漂移(mean shift)和粒子滤波(PF)相结合的红外目标跟踪方法.在PF理论框架下,使用均值漂移为一种迭代模式寻找过程,对随机粒子样本进行重新分配,使粒子向目标状态的最大后验核密度估计方向移动,在均值漂移迭代过程中对样本权值进行更新.红外目标的状态后验概率分布用重新分配的加权随机样本集表示,对随机样本集使用PF算法实现红外目标运动的跟踪.实验结果表明,和一般PF和均值漂移相比,本文方法具有优越性和更强的稳健性.     

基于稀疏稠密结构表示与在线鲁棒字典学习的视觉跟踪

L1跟踪对适度的遮挡具有鲁棒性,但是存在速度慢和易产生模型漂移的不足。为了解决上述两个问题,该文首先提出一种基于稀疏稠密结构的鲁棒表示模型。该模型对目标模板系数和小模板系数分别进行L2范数和L1范数正则化增强了对离群模板的鲁棒性。为了提高目标跟踪速度,基于块坐标优化原理,用岭回归和软阈值操作建立了该模型的快速算法。其次,为降低模型漂移的发生,该文提出一种在线鲁棒的字典学习算法用于模板更新。在粒子滤波框架下,用该表示模型和字典学习算法实现了鲁棒快速的跟踪方法。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,所提跟踪方法具有较优的跟踪性能。     

Robust observation model for visual tracking in particle filter

A robust observation model for visual tracking is proposed in this paper. The model consists of three appearance models: fixed appearance model, adaptive appearance model, and two-frame appearance model. The three appearance models are used, respectively, for catching unchanged components, slow changes, and rapid changes in object appearance. During tracking, the robust observation model is incorporated in a particle filter, and the particle filter can automatically select proper appearance models to track object according to the current tracking situation. Occlusion analysis is implemented using the M-estimation technique. Experimental results demonstrate that the proposed algorithm can track objects well under many challenging tracking situations.     

L2范数正则化鲁棒编码视觉跟踪

针对基于稀疏表示的视觉跟踪计算效率低和易于产生模型漂移的不足,该文提出一种基于L2范数正则化鲁棒编码的视觉跟踪方法。该方法利用L2范数正则化鲁棒编码求解候选目标的编码系数,以粒子滤波为框架,利用候选目标的加权重建误差建立似然模型跟踪目标。为了适应目标的变化并克服模型漂移问题,利用L2范数正则化鲁棒编码估计当前目标的加权矩阵用于遮挡检测,根据遮挡检测结果实现模型更新。对提出的跟踪方法进行实验的结果表明：与现有跟踪方法相比,该方法具有较优的跟踪性能。     

一种改进型的粒子滤波器

针对复杂背景条件下图像序列中跟踪运动目标的问题,提出一种改进的粒子滤波图像跟踪算法,该算法利用遗传算法的研究成果,采用选择、交叉、变异等步骤实现对粒子的重采样,解决了粒子滤波器所面临的粒子退化和匮乏问题.由于该算法利用了遗传算法的全局寻优特性,因此该算法具有较强的稳健性.同时,粒子滤波可实现非线性非高斯状态空间模型的最优估计,将该粒子滤波用于目标跟踪,具有较好的过遮挡能力.实验结果表明,该算法状态估计性能好,能够很好地实现复杂图像序列中的目标跟踪.     

可在线学习的视频目标检测系统

本文针对视频图像中的目标检测问题,基于在线学习方法,研究具有自主学习能力的目标检测系统。该系统由目标检测模块及检测结果验证模块组成,目标检测模块由具有在线学习能力的分类器构成,检测结果验证模块通过粒子滤波对系统检测到的目标估计其后验概率分布,从而验证该检测结果是否为真实目标,并从中获得在线学习样本,实现检测系统的无需人工干预的自适应学习。为了减少验证错误对系统在线学习的影响,提出基于多信息融合的粒子滤波验证方法提高系统的鲁棒性。本文对PETS2006视频序列以及公交车内视频序列进行了目标检测实验,证明了其较强的自适应能力和较好的检测效果。