基于均值漂移和联合粒子滤波的移动节点定位算法

针对无线传感器网络移动节点定位面临的高精度和实时性要求,把均值漂移算法引入联合粒子滤波(Joint ParticleFilter)框架.提出了基于均值漂移和联合粒子滤波的移动节点定位算法.它使用均值漂移算法构建粒子滤波的建议分布,通过有效利用最新观测信息,提高粒子状态估计的准确性,使得采样粒子的状态分布与后验概率分布更接近,减少了状态估计必需的粒子数目.该算法还提出了基于虚拟海明距离和交互势的权重计算方式,减少相邻移动节点间的干扰.仿真实验结果表明,基于均值漂移算法和联合粒子滤波的移动节点定位,可获得比基本粒子滤波更高的定位精度,其定位精度与无味粒子滤波(Uscented Particle Filter)相当,而计算开销比无味粒子滤波减小至少50%.     

基于两步跟踪算法的海关车辆监控研究*

针对实时性和鲁棒性要求比较高的海关卡口车辆视频监控问题,提出了一种基于改进的均值漂移算法和粒子滤波算法的两步跟踪算法。对海关车辆监控的目标图像采用YCbCr颜色空间建立初始帧目标模型,利用改进后的均值漂移算法找出候选目标,在跟踪相似度小于设定的阈值时再利用改进后的粒子滤波算法进行后续的跟踪。通过实验分析,验证了提出的算法既能保证均值漂移算法跟踪的实时性,也能保证粒子滤波算法跟踪的鲁棒性,具有较好的应用价值。     

一种改进的粒子滤波跟踪算法

传统粒子滤波跟踪算法的退化现象和巨大的计算量不利于其应用,尤其在实时性要求较高的视频监控场合。引入均值漂移算法进行粒子的采样调整,采用积分直方图加快每个粒子的直方图计算速度,以改进传统粒子滤波跟踪算法的速度和跟踪效果,满足实时跟踪需要。实验结果证明了改进算法的有效性。     

多特征自适应融合的军事伪装目标跟踪

针对军事伪装目标在运动过程中存在与背景分布十分相似或遮挡等强干扰情况下的跟踪问题,提出了一种基于自适应多特征融合的均值漂移算法优化的粒子滤波跟踪算法。利用背景加权后的联合直方图表述目标灰度和梯度方向信息,根据前一帧目标特征的可信度自动调节双方的权重,在粒子滤波算法的框架下,利用改进后的均值漂移算法使粒子向目标状态的最大后验核密度估计方向移动,并设计了特征融合的观测模型,以提高跟踪算法的场景适应能力。实验结果表明,该算法可实现对与背景相似的军事伪装目标的稳定跟踪,对目标的严重遮挡具有很好的鲁棒性。     

改进的均值漂移和粒子滤波混合跟踪方法

为提高粒子滤波视觉目标跟踪算法的准确性和实时性,提出一种基于均值漂移和粒子滤波的混合跟踪算法。将相异性较小的粒子进行聚类,利用均值漂移算法迭代各个聚类中的代表点,通过减少参与均值漂移迭代的粒子数来降低运算复杂度;根据跟踪情况自适应调整采样粒子数目和过程噪声分布,以提高跟踪精度和减少运算时间。实验结果表明,所提算法平均每帧计算时间不到传统混合跟踪法的一半,而且跟踪精度也有所提高。     

基于粒子滤波和均值漂移的目标跟踪

将均值漂移算法嵌入到粒子滤波的跟踪框架中,将颜色分布作为观测模型,将HSV颜色空间根据人类的颜色感知差异,对各个分量进行非等间隔量化,然后利用基于核函数的直方图进行建模。该算法克服了粒子滤波计算量较大的缺点,同时也克服了均值漂移算法容易陷入局部最大且无法恢复的缺点。实验结果表明,该方法具有较强的实时性和鲁棒性。     

基于多特征融合与均值偏移的粒子滤波跟踪算法

利用单一特征在复杂环境下进行目标跟踪容易导致跟踪失败。针对该问题,提出基于多特征融合与均值偏移的粒子滤波跟踪算法。在粒子滤波的总体框架下,通过嵌入均值漂移聚类算法产生更逼近真实后验分布的粒子,同时采用颜色和结构特征作为观测模型来表示目标,利用融合后的信息计算粒子的权值,并在跟踪过程中不断更新,以减小跟踪偏差。实验结果表明,与基于颜色与结构的跟踪算法相比,该算法在使用相同粒子数目时鲁棒性更高,而且粒子的平均权重得到了提高,重采样次数明显减少,即使在粒子数目较少的情况下也能实现稳定跟踪。     

一种对背景干扰及遮挡鲁棒的视频目标跟踪算法

为了在背景干扰、遮挡环境下可靠地跟踪目标,提出了一种特征融合式粒子滤波跟踪算法,改造了传统的边缘方向直方图模型,使其对平移更敏感,以利于提高跟踪精度;利用均值漂移模块检测干扰,依据两种特征对目标和干扰的区分能力调节它们在观测模型中的权重,以抑制干扰;设计混合相似度指标检测遮挡,实时调整系统模型以适应遮挡环境;通过在模型更新过程中引入相互监督机制,缓解模型漂移问题,实验结果表明,算法是有效的。     

基于均值漂移算法和粒子滤波算法的目标跟踪

将均值漂移算法和粒子滤波算法分别做出改进后进行有效结合.在非遮挡和不严重遮挡情况下,采用改进的均值漂移算法,在严重遮挡情况下,采用改进的粒子滤波算法,并在遮挡结束后验证正确的跟踪是否得到恢复.提出有效的分块检测遮挡算法,遮挡期间颜色模板不更新.实验结果表明该算法具有较好的实时性和鲁棒性,能有效实现复杂场景下的目标跟踪.     

基于Kinect的手势跟踪概述

综述了当前基于Kinect手势跟踪的几种代表性方法:基于轮廓和特征匹配运动目标跟踪算法、均值漂移跟踪算法、连续自适应均值漂移跟踪算法、卡尔曼滤波跟踪算法以及粒子滤波跟踪算法,分析其特点及相互关系,详细探讨了各方法的优缺点.最后对手势跟踪发展趋势作出了展望.     

基于二值掩码图像的粒子滤波目标跟踪快速算法

粒子滤波算法是进行运动目标跟踪的一种重要方法。针对传统粒子滤波算法在进行目标跟踪时存在的计算量大、实时性不足的问题,提出一种基于二值掩码图像的粒子滤波目标跟踪快速算法。该算法在传统粒子滤波算法的每个帧处理阶段产生二值掩码图像,再结合权重选择方法移除背景中权重较小的粒子,保留权重较大的重要粒子。提出的算法可以有效减少参与计算的粒子数目,节约算法的计算成本,从而提高目标跟踪的实时性。与传统粒子滤波算法进行比较,实验结果表明,提出的算法不仅能够有效地提高跟踪速度,而且跟踪结果的准确性和鲁棒性也有所增强。     

基于自适应状态转移的混合跟踪算法

为提高粒子滤波视觉目标跟踪算法的准确性和实时性,提出一种基于自适应状态转移的混合跟踪算法。首先采用零阶自适应变化模型来获取目标的可能状态,然后利用均值漂移算法的局部优化特性找到后验概率的最大值。在多峰值情况下由粒子滤波随机产生粒子,用新的粒子集来确定目标的最终位置。实验结果表明,这种改进的算法在保证准确性的同时,降低了系统的计算时间。     

嵌入Mean Shift 的粒子滤波目标跟踪算法

传统的粒子滤波算法通常使用大量粒子表示目标状态的后验概率密度函数,算法的计算量较大,跟踪的实时性较差,且无法对快速、遮挡目标进行准确跟踪．针对以上问题,提出了一种嵌入MeanShift（均值偏移）的粒子滤波算法,该方法充分利用了MeanShift聚类作用,使得粒子分布更加合理,不但提高了粒子的多样性,而且有效减少了描述目标状态的粒子数目．实验结果表明,改进的目标跟踪算法具有较强的鲁棒性和较好的实时性．     

Adaptive Mean-Shift Tracking With Auxiliary Particles

We present a new approach for robust and efficient tracking by incorporating the efficiency of the mean-shift algorithm with the multihypothesis characteristics of particle filtering in an adaptive manner. The aim of the proposed algorithm is to cope with problems that were brought about by sudden motions and distractions. The mean-shift tracking algorithm is robust and effective when the representation of a target is sufficiently discriminative, the target does not jump beyond the bandwidth, and no serious distractions exist. We propose a novel two-stage motion estimation method that is efficient and reliable. If a sudden motion is detected by the motion estimator, some particle-filtering-based trackers can be used to outperform the mean-shift algorithm, at the expense of using a large particle set. In our approach, the mean-shift algorithm is used, as long as it provides reasonable performance. Auxiliary particles are introduced to cope with distractions and sudden motions when such threats are detected. Moreover, discriminative features are selected according to the separation of the foreground and background distributions when threats do not exist. This strategy is important, because it is dangerous to update the target model when the tracking is in an unsteady state. We demonstrate the performance of our approach by comparing it with other trackers in tracking several challenging image sequences.     

融合结构信息的粒子滤波均值偏移跟踪算法

粒子的退化现象是粒子滤波算法中不容忽视的问题,在算法实现过程中需要考虑如何权衡粒子数和实时跟踪.提出一种结合粒子滤波和均值偏移2种算法的改进跟踪算法,只需要4个采样粒子,4个粒子通过均值偏移的方法收敛到局部最大值位置点,通过粒子加权的方式得到目标最终的位置.与传统的粒子滤波算法相比,该算法的计算复杂度大大降低,同时融合了结构信息这一特征,弥补了颜色信息的不足.由于文中算法的粒子总是能收敛到局部的极值,几乎不会出现退化现象,故无需进行重采样和粒子权值的更新.实验结果表明,该算法能在复杂背景下实现对目标的稳健跟踪,满足跟踪的实时性要求.     

基于弹性机制的萤火虫优化粒子滤波算法

针对标准粒子滤波重采样导致的粒子贫化问题,提出一种基于弹性机制的萤火虫优化粒子滤波算法.首先,利用萤火虫算法的吸引和移动机制,设计最优粒子引导粒子群体朝高似然区域移动的粒子运动控制策略;然后,评估粒子实时分布情况,根据每次迭代的高似然区域粒子占比值自适应控制粒子的优化强度;最后,检测最优粒子周围的粒子密度,引入弹簧的弹性机制,根据粒子密集度对判断区域内的粒子进行位置调整,使得粒子分布更加合理,提高粒子滤波的精度.实验结果表明,在粒子数目较少的情况下,改进算法滤波精度较标准粒子滤波提高12%sim25%;在同等滤波精度需求下,改进算法的运算时间比标准粒子滤波的运算时间减少20%sim30%,改进算法的综合性能更优.     

多点测试的多模型机动目标跟踪算法

针对机动目标跟踪问题,提出了一种多点测试多模型粒子滤波算法(Independence multi-try method, IMTM).整个算法分为两个阶段,第一阶段为利用多点测试(Multi-try method, MTM)结构从各模型产生的粒子中选取一个最优粒子,实现了模型间的交互;第二阶段为利用IMH (Independence Metropolis-Hastings)滤波算法对第一阶段产生的粒子进行取舍,完成整个状态估计.相对于传统的交互式多模型(Interacting multiple model, IMM)算法,该算法无需事先设定模型转移概率 矩阵且为整体并行结构,结构简单,能够充分地交互各模型之间的粒子,进而自动有效地调整各模型权值比重,降低了人为干扰.仿真表明,该算法能够有效地降低滤波峰值误差,整体跟踪精度较高,算法的实时性较好.     

基于改进布谷鸟粒子滤波算法的WSN目标跟踪

为了解决粒子滤波(PF)的无线传感器目标跟踪中样本贫化导致的精度较低的问题,提出了改进布谷鸟粒子滤波的WSN目标跟踪方法。通过改进布谷鸟算法的滤波算法取代粒子滤波重采样过程,主要通过改进布谷鸟算法中的搜索步长值 和发现外来鸟卵的物种的概率 的自适应调节,同时在步长更新方程中实时引入函数值的变化趋势,引导粒子整体上向较高的随机区域移动, 有效调整全局探索和局部探索适应能力、改善粒子贫化和局部极值问题,增加粒子群多样化从而提高跟踪性能。实验结果表明,改进布谷鸟粒子滤波算法重采样方法可以防止粒子的退化,增加粒子的多样性,减少跟踪误差,可以减少算法的运行时间,实时追踪性能大幅提高。与CS-PF算法和PF算法相比较,ICS-PF 算法的计算时间是最短的,ICS-PF算法的位置和速度的平均平方根误差最小(位置0.0306、0.0213、速度0.0253、0.0102),PF算法的跟踪精度是最低的,而ICS-PF跟踪精度较高,ICS-PF算法被证明具有良好的跟踪性能。