基于多特征的粒子滤波跟踪算法

为解决基于颜色直方图的粒子滤波跟踪算法容易受到相似背景干扰,提出了一种方法,即通过高斯模型检测目标并提取出粒子窗口内轮廓,把轮廓的成对几何直方图特征和颜色直方图这两个特征相结合融合到粒子滤波跟踪框架中,有效的抑制背景相似干扰。实验结果证明,基于颜色直方图单一特征的粒子滤波跟踪算法相比,本算法是稳定和有效的。     

基于空间直方图的粒子滤波目标跟踪算法

空间直方图融合了目标的颜色信息和颜色的空间分布信息,比传统的颜色直方图更具有目标鉴别能力。在基于粒子滤波算法的目标跟踪系统框架中,采用简单的随机漂移模型表示系统状态模型,通过空间直方图的相似度定义来建立系统观测概率模型,提出一种基于空间直方图的粒子滤波目标跟踪算法。实验结果表明,相比传统的基于颜色直方图的粒子滤波算法,提出的算法具有更好的鲁棒性。     

融合目标特征和空间信息的粒子滤波跟踪

传统的基于颜色直方图的粒子滤波跟踪算法不能很好地利用跟踪对象的空间结构信息,因此在邻域颜色相似或目标模型微小变化时,不能取得良好的跟踪效果。提出一种融合目标特征和目标空间位置信息的粒子滤波跟踪算法,该算法鉴于目标空间位置包含跟踪对象一定的结构信息,可以和目标特征互为补充,利用定义的融合目标特征和目标空间位置的度量函数来进行跟踪对象相似度度量,以提高跟踪算法的稳健性和精确性。同时针对粒子滤波计算粒子相似度时可并行的特点,运用OpenMP共享存储并行计算进行粒子滤波跟踪的加速。实验表明,基于融合目标特征和空间信息的粒子滤波跟踪算法能得到更鲁棒的跟踪效果,可以有效地提高目标跟踪的速度。     

基于DSP的主动视觉系统

为了提高目标检测的快速性与准确性,简化基于粒子滤波的目标跟踪算法中的直方图计算,提高检测和跟踪算法在基于DSP(数字信号处理器)的主动视觉系统上的运行速度,提出了一种基于DSP的机器人主动视觉系统.该系统通过改进的EMCV(embedded computer vision library)与启发式搜索方法,在DSP上实现了AdaBoost检测算法;利用增量式直方图计算算法实现粒子滤波中颜色直方图与边缘方向直方图的计算,将直方图融合到观测模型中,在DSP上实现并优化了目标跟踪算法.实验证实了该主动视觉系统中算法的快速性与系统的鲁棒性.     

融合颜色与纹理特征的粒子滤波目标跟踪

针对采用单一颜色特征的粒子滤波目标跟踪算法在背景相似、光照变化复杂的场景下会导致跟踪失败的问题,提出一种基于LBP纹理和颜色特征融合的粒子滤波跟踪目标算法。综合加权颜色直方图和LBP纹理直方图进行目标特征描述,建立目标观测模型;同时粒子滤波进行状态预测,利用Bhattacharyya系数进行相似度测量,作为目标区域参考模型更新准则,实现权值更新;最后对权值归一化处理,得到目标位置状态的最终估计。实验结果表明该算法不仅提高了跟踪方法的鲁棒性,而且在目标遮挡、光照变化等干扰下,具有较好的准确性。     

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。     

基于加权颜色直方图和粒子滤波的彩色物体跟踪

结合粒子滤波技术,提出一种基于加权颜色直方图的彩色物体跟踪算法．将目标颜色直方图作为目标的颜色模型,同时考虑其大小及像素点的位置对颜色分布的影响,将颜色直方图进行加权处理,使模型对区域特征描述更加合理,利用巴特查理亚距离描述粒子与目标颜色模型的相似性,作为粒子更新权值的有力依据．目标颜色模型的合理建立使得算法的粒子需求量少,计算复杂度降低,利于实现实时跟踪．试验结果验证了该算法的有效性和实用性。     

改进的粒子滤波器目标跟踪方法

针对现有的粒子滤波跟踪方法存在的不足,提出了一种改进的粒子滤波器方法用于运动目标跟踪.将颜色直方图和边缘直方图结合起来建立目标的参考模型,有效地克服了使用单一特征建模的缺点,提高了跟踪的准确性.分别计算目标颜色模型和目标边缘模型与粒子的欧几里德距离,使用这2个距离作为粒子权值计算的重要依据.实验结果表明该算法具有较高的实时性、准确性和鲁棒性.     

基于外观模型粒子滤波稳健视觉的跟踪算法

提出了一种基于目标外观模型的粒子滤波跟踪算法,即在粒子滤波跟踪算法中,提出的外观模型作为目标的视觉特征的描述方法来建立目标模板。与常用的颜色直方图不同,提出的外观模型不仅有目标的颜色信息,同时还保留了像素的空间信息。由于自身的持续更新机制,即使在经历长时间的跟踪过程之后,该外观模型仍然能有效的作为当前帧的候选目标的参照模板。基于以上特点,本跟踪算法在目标的大小、方位、旋转角度发生较大变化或背景对前景目标有大面积遮挡的情况下,也能十分稳健的跟踪目标。在多目标的跟踪应用中,本算法结合目标层次划分的技术,能够有效的处理多个目标之间相互遮挡的棘手问题。实验结果证明,与基于颜色直方图的粒子滤波跟踪算法相比,本算法具有更好的鲁棒性。     

一种基于肤色与LBP特征融合的人脸跟踪算法

针对目前人脸跟踪方法易受光照变化和背景相近色的干扰,跟踪效果有时不佳或失效的问题,提出引入LBP(Local binary pattern)局部纹理特征,采用LBP直方图和颜色直方图相融合作为人脸特征描述的粒子滤波人脸跟踪方法.该方法在全局颜色和局部LBP纹理两个层次和特征线索上对人脸进行描述.实验结果表明,该方法较单一特征跟踪方法更具鲁棒性.此外,由于人脸目标的运动通常为非匀速运动,为了提高粒子传播的有效性和指导性,本文对人脸跟踪状态方程进行了改进.实验证明,改进后的人脸跟踪算法在各种复杂背景、旋转遮挡和人脸目标非匀速运动的情况下均能取得较好的跟踪效果.     

基于粒子滤波的红外运动目标跟踪

提出一种基于粒子滤波及Mean Shift算法的红外运动目标跟踪方法。该方法首先利用目标区域的灰度分布,建立了一种基于统计直方图的系统观测概率模型,并针对红外目标机动性强,需要大量粒子才能保证算法鲁棒性的问题,将Mean Shift算法引入到粒子更新的过程中,使粒子分布在观测的局部区域内,在利用少量粒子实现分布多样性的同时,有效克服了粒子退化现象。序列图像的实验表明：该算法能够在目标高速运动或发生遮挡的情况下稳健跟踪目标,其总体性能优于传统的粒子滤波算法。     

一种改进的基于Camshift的粒子滤波实时目标跟踪算法

为了能够快速和准确地跟踪运动目标,提出了一种改进的基于Camshift的粒子滤波算法。在粒子滤波框架下,首先对传统目标模型进行改进,提出一种新的融合目标颜色信息和运动信息的模型,以增强目标跟踪的稳健性和准确性;同时为了提高跟踪的效率,将一种改进的Camshift算法嵌入到粒子滤波中,用来重新分配随机粒子样本,使之向目标状态的最大后验概率密度方向移动。实验结果表明,与传统的粒子滤波算法或Camshift算法相比,该方法能有效处理目标快速运动或背景存在强干扰等情况,实现对目标快速和稳健的跟踪。     

基于Mean Shift和自适应预测的非刚性目标跟踪算法

传统Ｍｅａｎ Ｓｈｉｆｔ跟踪算法在目标发生机动或存在遮挡的情况下跟踪效果不理想．对此,结合目标的形状特征和颜色的可区分度对传统的颜色直方图进行改进,给出了将Ｍｅａｎ Ｓｈｉｆｔ和卡尔曼滤波器或粒子滤波器相结合的目标运动自适应跟踪算法,并针对粒子滤波器计算量大的问题,给出了运用两种不同运动式粒子进行有效预测的方法．结果表明,该算法可实现快速的非刚性目标跟踪,对目标的不规则运动和严重遮挡具有很好的鲁棒性．     

多特征融合的鲁棒粒子滤波跟踪算法

为克服基于单一特征的跟踪方法在复杂环境和光照变化下易导致跟踪失败的缺点,提出了一种基于多特征融合的粒子滤波跟踪算法。通过基于HSV的多块颜色直方图来表征目标的总体分布,而方向梯度直方图又包含了一定的结构信息,两者互为补充,将两者融合于粒子滤波的框架中。同时,自适应更新融合权重、模板和噪声分布参数,动态调节粒子数目,在环境干扰较大(如遮挡)时,分配较多的粒子。实验结果表明,算法鲁棒性较高,同时提高了跟踪的精度。     

基于粒子滤波和多特征融合的目标跟踪算法

为了克服单纯基于颜色特征的跟踪方法在复杂环境下易导致跟踪失败的缺点,提出了将颜色和结构信息相结合的跟踪方法.利用基于HSV颜色空间的加权颜色直方图表示目标的颜色模型,利用目标的灰度图像建立结构模型,并将两者融合于粒子滤波的框架中,结合的纽带就是粒子权值的计算,同时自适应的调整颜色和结构信息的融合系数.实验表明,该算法的稳定性较高,同时提高了跟踪的精度.     

一种新颖的基于颜色信息的粒子滤波器跟踪算法

传统的基于直方图的粒子滤波器算法常常需要在准确表达颜色分布和计算效率之间做出妥协,从而影响跟踪算法的性能甚至导致跟踪算法失败.针对这一问题,文中提出一种新颖的基于颜色信息的粒子滤波器跟踪算法.该算法采用自适应剖分颜色空间的概率模型,能够用较少的子空间准确地表达目标的颜色分布.文中进一步提出一种推广的积分图像,通过在该积分图像上进行数组索引操作得到每一个子空间的像素数目、均值向量和协方差矩阵,从而能够快速地计算出颜色模型.然而在CPU上计算积分图像十分耗时,为此文中提出一种基于GPU的并行算法快速计算积分图像.该并行算法在显卡的GPU上创建3个线程网格,分别顺序执行3个Kernel函数,依次完成创建原始积分图像以及对它的行和列执行前缀求和算法的任务.同传统的基于直方图的粒子滤波器算法相比,新算法每帧平均跟踪时间显著减少,同时跟踪准确性和鲁棒性都有较大提高.     

利用基于颜色的自适应形状模型实现手势跟踪*

提出了一种基于颜色的自适应形状模型,并利用该模型实现了图像序列中的实时手势跟踪.跟踪算法基于自适应的颜色模型实现准确的手部轮廓提取,并利用基于二维颜色模型的粒子滤波器实现序列图像中跟踪目标的运动估计.实验结果表明了基于颜色的自适应形状模型对凸形与凹形手部轮廓均能达到准确的手部轮廓提取,并能满足图像序列手势跟踪的实行性要求.     

基于背景抑制颜色分布新模型的合成式目标跟踪算法

传统的基于直方图分布的目标颜色模型, 由于跟踪过程的实时性要求其区间划分不宜过细, 因此易导致同一区间有差异的颜色难以区分; 此外, 还存在易受背景干扰的问题. 本文提出一种新的背景抑制目标颜色分布模型, 并在此基础上设计了一个合成式的目标跟踪算法. 新的颜色分布模型将一阶及二阶统计信息纳入模型, 并设计了基于人类视觉特性的权重计算方式, 能有效区分同一区间内的差异色且抑制背景颜色在模型中的比重; 算法基于该颜色模型构建目标的产生式模型, 并引入结合方向梯度直方图(Histogram of oriented gradient, HOG) 特征的相关滤波器对目标形状进行判别式建模, 同时将两个模型相互融合; 针对融合参数不易设计的难点, 分析并建立了一套定性原则, 用于判定模型各自的可信度并指导模型更新; 最终利用粒子群算法的搜索机制对候选目标的位置、尺度进行搜索, 其中适应值函数设计为两个跟踪器的融合结果. 实验结果表明, 本文算法在绝大多数情况下准确率较对比算法更优且能满足实时性要求.