基于改进粒子滤波算法的人体运动跟踪

在复杂环境中对人体进行有效性和鲁棒性的跟踪是计算机视觉领域一个非常富有挑战性的课题,提出了一种基于改进粒子滤波算法实现的人体运动跟踪。利用改进的粒子滤波算法跟踪视频序列中的人体运动,不但解决了传统粒子滤波算法计算量大、误码多的缺点,而且能较好地处理遮挡和自遮挡问题。实验结果表明,该改进算法能更准确、更有效地跟踪运动人体。     

单目视频中无标记的人体运动跟踪

提出一种人体运动跟踪算法,从无关节标记的单目视频中获取人体运动,利用一个带外观模板的人体关节模型,通过学习得到的运动模型及基于外观模型的相似性计算,巧妙地利用粒子滤波的概率密度传播策略鲁棒地跟踪普通单目视频中的人体运动,当出现跟踪丢失时,能在后续序列中自动恢复正确跟踪,且能较好地处理遮挡和自遮挡问题,实验表明,该算法鲁棒性好,跟踪结果令人满意。     

基于多区域联合粒子滤波的人体运动跟踪

针对视频人体运动跟踪中的遮挡问题, 提出了一种基于多区域联合粒子滤波器的跟踪方法. 算法把人体划分为多个关键区域, 通过基于多区域无向图的联合运动模型, 构造联合粒子滤波器, 并运用区域关联的观测评估策略对目标状态进行联合预测, 从而完成遮挡情况下目标的跟踪. 实验结果表明, 与基于单区域粒子滤波的跟踪方法相比, 本文提出的算法在具有较长时间部分和全部遮挡的跟踪问题上, 取得了较好的实验结果.     

基于动态贝叶斯网络的多特征目标跟踪

通过将动态贝叶斯网络模型应用到人体目标跟踪中,提出了一种多特征融合跟踪算法。该方法基于动态贝叶斯网络建立状态模型,分别针对形变、遮挡、有干扰三种情况提取运动中人体的颜色和梯度特征,利用粒子滤波方法对颜色特征和梯度特征进行融合。实验表明,提出的多特征跟踪算法能较好地解决复杂环境下的目标跟踪问题,相比传统的利用单一目标特征的跟踪算法具有更好的鲁棒性和准确性。     

2DPCA与稀疏表示模型的运动目标跟踪法

为了提高目标跟踪的准确性,针对当前目标跟踪算法的光照、遮挡以及姿态变化鲁棒性差等问题,提出了一种二维主成分分析和稀疏表示的目标跟踪算法。采用二维主成分分析和稀疏表示降低数据维数,减少计算复杂度,采用粒子滤波算法跟踪序列图像中的运动目标,采用仿真实验测试算法的性能。仿真结果表明,相对于其他运动目标跟踪算法,该算法可以更准确跟踪视频图像中的运动目标,并对光照和姿态变化具有良好的鲁棒性,对于严重遮挡目标跟踪问题,具有明显的优势。     

基于轨迹聚类的超市顾客运动跟踪

针对超市等复杂应用环境下的运动目标轨迹跟踪问题,将轨迹聚类运用于目标跟踪中,提出了一种超市顾客运动跟踪方法。该方法对Kanade-Lucas-Tomasi(KLT)算法提取并跟踪得到的特征点轨迹进行预处理,滤除背景和短时特征点以分离出运动目标所在区域的关键特征点;进而采用均值漂移(meanshift)算法进行轨迹聚类,解决了单帧静态特征点聚类时的目标遮挡问题;最后采用运动跟踪匹配算法对前后帧的特征点进行最优匹配,解决了目标出入视频区域以及具有复杂路线时的稳定跟踪问题,得到顾客的完整运动轨迹。实验结果表明,该方法能够在超市入口、生鲜区以及收银台等各种典型超市区域中完成顾客轨迹的运动跟踪,并对顾客部分遮挡、复杂运动轨迹以及异步运动等多种特殊情况具有较高的鲁棒性。     

结合模型匹配与特征跟踪的人体上半身三维运动姿态恢复方法

人体姿态空间的高维性及单目视频深度信息丢失,导致从单目视频恢复人体三维运动姿态非常困难,为此,利用特征跟踪的快速性及模型匹配的鲁棒性,提出一种无标记人体上半身三维运动跟踪方法.该方法利用匹配SIFT特征,并根据长度不变性约束建立优化目标函数,再采用迭代优化算法得到全局运动位姿;其他关节的姿态先根据逆运动学计算初始估计值,并通过模型匹配验证其可信度,当初始姿态估计错误时,则使用局部搜索获得关节姿态.实验结果表明,文中方法可以准确地恢复单目视频中人体上半身三维运动姿态.     

基于改进的颜色和SURF特征的粒子滤波目标跟踪

针对视频中运动目标的准确跟踪问题,提出了一种改进的颜色直方图特征和SURF特征的粒子滤波跟踪算法。采用SURF算法提取特征点,利用分层迭代的KLT算法对特征点进行稳定跟踪。将SURF特征与改进的视觉显著性颜色特征进行乘性融合,作为粒子滤波的观测概率。针对跟踪过程中SURF匹配数下降和不稳定的现象,设计了SURF特征模板集的更新策略。与传统特征的跟踪进行多组对比实验,其结果证明了该方法对光照和遮挡具有很好的鲁棒性,对目标跟踪的准确率更高。     

运动像机下基于粒子滤波的多目标跟踪算法

针对摄像机运动情况下的多目标跟踪问题,提出了基于粒子滤波的跟踪算法.在粒子滤波算法基础上,将二阶自回归过程作为系统状态转移模型,HSV颜色直方图作为观测模型,对视频中多个目标的位置、大小进行跟踪.实验结果表明,该算法能实时正确地跟踪多个目标,并对局部遮挡有较好的鲁棒性,也能在目标短暂消失导致跟踪失败后,在目标重新出现后及时捕获并继续进行跟踪.     

改进的基于颜色的粒子滤波目标跟踪算法

提出了一种改进的粒子滤波算法,在遮挡情况下,能鲁棒地跟踪运动目标.该方法是把改进的颜色直方图结合到粒子滤波的观测模型中,并提出了一种判断目标遮挡的分块检测遮挡的方法.首先对传统的以核函数赋权值的方法进行改进,把目标中心附近的像素都赋予最大的权值,目标的边缘由于遮挡等原因采用指数分布赋权值;在遮挡检测时,提出了把跟踪窗分为左右两个子部分,分别计算相似性度量的方法,提高了遮挡检测的实时性和准确性;同时,该算法对旋转和尺寸的变化具有鲁棒性.实验结果表明,与基本的粒子滤波算法相比,提出的新算法能更好的处理目标跟踪中的遮挡问题.     

自适应粒子滤波在人体跟踪过程中的应用

人体运动跟踪技术近年来在图像处理与计算机视觉领域引起很多关注,在当前一些重要研究和应用领域有着广泛的需求。在以往跟踪方法的基础上提出了基于决策规则的自适应粒子滤波的无标记运动目标跟踪方法。利用一个带外观模板的人体关节模型,通过学习得到运动模型及基于关节模型的相似性计算,巧妙地利用自适应粒子滤波对运动目标进行实时跟踪,使得在粒子滤波过程中,可以根据实际滤波情况在线调节粒子数。实验表明,提出的算法鲁棒性好,跟踪速度比基于传统粒子滤波的快。     

基于Beowulf机群中改进粒子滤波的3D人体运动跟踪

针对标准的粒子滤波算法在视频三维人体运动跟踪中存在的计算量巨大、粒子退化、跟踪失效而无法同时满足跟踪精度和跟踪实时性要求的问题,提出了基于Beowulf机群中改进的粒子滤波新算法。新算法通过三维人体模型参数的自动初始化、粒子数目和模板的调整来实现跟踪失效的自动恢复,基于任务动态分配策略、低开销通信策略设计的Beowulf机群中的迁移式粒子滤波并行算法克服了粒子退化问题和提高了计算速度。实验结果显示：新方法有效地减轻了粒子退化和跟踪失效问题,降低了计算时间,提高了跟踪精度,能够同时满足三维人体运动跟踪精度和实时性的要求。     

基于视频的三维人体运动跟踪系统的设计与实现

在优化粒子滤波跟踪框架下,设计并实现了一个结合多种图像特征、在多摄像机环境下跟踪人体运动的三维人体运动跟踪系统.通过定义三维人体模型、摄像机模型以及观测似然模型,得到跟踪所需目标函数,并使用优化粒子滤波算法进行求解.实验结果表明,该系统能够对人体运动进行准确的跟踪和三维重建,可应用于体育运动分析和动画制作等领域.     

结合部件分割和粒子滤波的3D人体运动跟踪

尽管随机采样降低了陷入局部极值的风险,但不能保证收敛到全局最优.为此提出了一个将人体部件分割算法嵌入到粒子滤波框架的人体运动跟踪系统.首先使用Condensation算法传播并评估粒子,然后利用基于期望最大化的部件分割算法迭代更新粒子.在迭代过程中,从采样粒子推导的姿态用于部件分割,分割结果用于确定粒子分布,使粒子逐渐接近高似然区域,从而提高找到全局最优的概率并降低采样粒子数.在HumanEva-Ⅱ数据库上的测试结果表明了文中系统的有效性,且对比实验结果也优于Condensation算法和退火粒子滤波.     

无线传感器网络中基于粒子滤波的人员跟踪方法

人员跟踪是室内定位系统的一项重要任务。在无线传感器网络中利用信号强度实现人员跟踪,无需专门的测距设备,能够降低系统的复杂度和成本,成为研究的热点。但是,由于人体对信号传播产生比较大的影响,给人员跟踪带来困难。提出一种新的信道模型,描述有人环境下信号强度与距离的关系。跟踪算法根据该模型建立信号强度的测量模型,并结合人的运动特点建立状态转移模型,最后利用粒子滤波技术实现了对人员的跟踪。该方法以序贯方式估计人员的位置,计算过程简单,而且对信号强度的噪声不敏感。仿真和实验表明,该方法的跟踪效果良好。     

结合粒子滤波和局部优化方法的人体运动跟踪

提出一种将粒子滤波和局部优化相结合的算法框架，用于解决多关节人体运动跟踪问题．由于高维空间中无法进行密集采样，因此普通的粒子滤波方法对于人体运动估计存在困难．在粒子滤波过程中引入局部优化方法来减少样本个数：一方面，对每个样本进行局部优化得到更加匹配的状态；另一方面，优化后的结果被用来指导下一时刻采样函数的生成．实验结果表明，该疗法能够以较少的样本完成三维人体运动跟踪任务．     

Markerless human articulated tracking using hierarchical particle swarm optimisation

In this paper, we address markerless full-body articulated human motion tracking from multi-view video sequences acquired in a studio environment. The tracking is formulated as a multi-dimensional non-linear optimisation and solved using particle swarm optimisation (PSO), a swarm-intelligence algorithm which has gained popularity in recent years due to its ability to solve difficult non-linear optimisation problems. We show that a small number of particles achieves accuracy levels comparable with several recent algorithms. PSO initialises automatically, does not need a sequence-specific motion model and recovers from temporary tracking divergence through the use of a powerful hierarchical search algorithm (HPSO). We compare experimentally HPSO with particle filter (PF), annealed particle filter (APF) and partitioned sampling annealed particle filter (PSAPF) using the computational framework provided by Balan et al. HPSO accuracy and consistency are better than PF and compare favourably with those of APF and PSAPF, outperforming it in sequences with sudden and fast motion. We also report an extensive experimental study of HPSO over ranges of values of its parameters.     

3D human motion tracking based on a progressive particle filter

Human body tracking has received increasing attention in recent years due to its broad applicability. Among these tracking algorithms, the particle filter is considered an effective approach for human motion tracking. However, it suffers from the degeneracy problem and considerable computational burden. This paper presents a novel 3D model-based tracking algorithm called the progressive particle filter to decrease the computational cost in high degrees of freedom by employing hierarchical searching. In the proposed approach, likelihood measure functions involving four different features are presented to enhance the performance of model fitting. Moreover, embedded mean shift trackers are adopted to increase accuracy by moving each particle toward the location with the highest probability of posture through the estimated mean shift vector. Experimental results demonstrate that the progressive particle filter requires lower computational cost and delivers higher accuracy than the standard particle filter.     

双目视觉下三维人体运动跟踪算法*

由于人体运动的复杂性,人体运动轨迹的快速改变和人体自遮挡现象经常发生,这给人体运动跟踪带来了很大的困难。针对此问题提出了一种基于三维Kalman滤波器和人体约束的人体运动跟踪算法。该算法首先利用外极线约束和灰度互相关法对二维标记点进行立体匹配,计算各个标记点的三维位置,从而构建得到三维标记点;然后利用三维Kalman滤波器对三维标记点进行跟踪;最后利用人体约束检验和修正跟踪结果。实验结果表明,该算法能有效地对复杂人体动作进行跟踪并能从跟踪错误中正确恢复。