抗遮挡视频图像目标实时跟踪的仿真研究

在视频运动目标跟踪中,遮挡的出现会使所跟踪目标的尺寸和色彩等外观线索失去可靠性,容易造成误识别,进而导致对于目标的错误跟踪.为了克服这一问题,提出了一种基于目标状态预测和局部光流扫描的抗遮挡跟踪算法.算法根据卡尔曼滤波和目标颜色特征信息,预测各目标是否处于遮挡状态,在目标处于遮挡的情况下,通过由局部光流扫描得到的最佳定位信息更新目标信息.在Directshow软件下的仿真结果表明,所提出算法能够在保证实时性的前提下,在运动目标被背景遮挡或被其它目标遮挡时均能实现较准确跟踪.     

基于卡尔曼滤波器的抗遮挡车辆跟踪算法

针对由于车辆相互遮挡而不能准确跟踪车辆的问题,提出一种基于卡尔曼滤波器的跟踪算法。算法利用基于图像内容敏感度的背景提取算法,获取目标车辆的二值化图像,然后采用卡尔曼滤波器预测目标车辆在下一帧中的状态,在预测区域中进行搜索匹配,建立相邻帧中目标车辆的对应关系,有效推理目标车辆的驶入、驶出以及遮挡和分离,并根据预测信息对发生遮挡的目标进行跟踪。实验结果表明,该算法能够获得良好的跟踪效果。     

一种深度图像中人体的实时跟踪算法

针对深度图像中的人体目标跟踪问题,提出一种基于深度图像的改进Camshift算法。利用人体目标的深度信息计算概率分布,结合人体形态学特征,对深度的概率分布赋予不同的权重,通过Camshift算法进行迭代,从而寻找目标,使用卡尔曼滤波器在三维空间中对运动人体目标的位置实现预测和更新。采集1200帧图像进行测试,结果表明,该算法能实时准确地跟踪深度图像中的运动人体目标,有效克服遮挡等干扰,单人和双人跟踪准确率均在95%以上,高于传统Camshift算法。     

结合运动特征的目标跟踪方法

针对视频跟踪过程中出现的背景干扰、目标遮挡等问题,提出基于多特征融合的均值漂移算法和最小二乘法轨迹预测跟踪方法。为解决背景干扰问题,使用改进的混合高斯模型对背景实施建模,提取运动前景目标,采用提取出的运动信息结合颜色、纹理特征对目标进行描述,在跟踪过程中利用运动信息去除背景噪声的干扰,从而适应背景和目标的变化,得到目标位置,当遮挡发生时,根据目标遮挡前的先验信息预测最小二乘法的目标轨迹,有利于重新捕获目标。实验结果表明,与已有的跟踪方法相比,该方法在复杂背景和遮挡过程中对目标的定位更精确,鲁棒性更好。     

基于三维模型的粒子滤波行人跟踪算法

针对传统行人跟踪算法得到运动轨迹与真实轨迹差异巨大的问题,提出一种基于三维模型的粒子滤波行人跟踪算法.该方法利用摄像机标定信息和图像帧信息建立行人的三维模型,解决图像中目标尺度的变化问题,并得到目标的真实运动轨迹.同时该方法利用双指数预测模型对粒子滤波算法进行优化,以解决短时遮挡问题,同时降低运算复杂度.实验表明,基于三维模型的粒子滤波行人跟踪算法能够较准确地建立行人三维模型,对比标准粒子滤波和KPF算法,能够对行人进行有效跟踪,对短时遮挡和尺度变化有较强的鲁棒性.     

基于遮挡检测和时空上下文信息的目标跟踪算法*

基于时空上下文信息的目标跟踪算法利用目标与背景之间的时空关系,在一定程度上解决静态遮挡问题,但当目标出现较大遮挡或快速运动目标被背景中物体遮挡(动态遮挡)时,仍然会出现跟踪不准确或跟丢的情况.基于此种情况,文中提出基于遮挡检测和时空上下文信息的目标跟踪算法.首先利用首帧图像中压缩后的光照不变颜色特征构造并初始化时空上下文模型.然后利用双向轨迹误差对输入的视频帧进行遮挡情况判断.如果相邻帧间目标区域特征点的双向匹配误差小于给定阈值,说明目标未出现严重遮挡或动态遮挡,可以利用时空上下文模型进行准确跟踪.否则利用文中提出的组合分类器对后续帧进行目标检测,直至重新检测到目标,同时对上下文模型和分类器进行在线更新.在多个视频帧序列上的测试表明,文中算法可以较好地解决复杂场景下较严重的静态遮挡和动态遮挡问题.     

变电站外围监视入侵鼠类的目标跟踪研究

针对变电站围墙外鼠类动物的监视问题,提出一种基于监控视频图像处理的多特征融合Camshift目标跟踪算法。采用多特征融合的方式,消除背景干扰,并引入线性外推法预测机制,通过预测目标的空间位置信息,矫正Camshift算法搜索框的中心位置,解决因目标受到遮挡或运动速度过快,导致跟踪框漂移的问题。与传统的Camshift算法进行对比,实验结果表明,该算法能有效消除背景干扰,且鼠类目标被严重遮挡或快速运动时,仍能准确跟踪。     

基于模板匹配与运动预测的跟踪算法研究

本文所介绍的跟踪算法使用了基于MCD距离的相似性度量方法进行模板匹配,并采用了一种模板自适应更新策略,使得跟踪算法对环境的适应能力和稳定性得到了较大的提高.此外,还根据目标在运动过程中具有轨迹连续性的特点,加入了预测算法的使用.实验结果表明,该算法能较好地解决跟踪过程中目标受干扰和被遮挡等问题.     

融合YOLO检测的多目标跟踪算法

针对目前视频多目标跟踪过程中的遮挡问题,提出了一种融合YOLO v3的多目标检测和跟踪算法,选定基于检测跟踪的框架作为跟踪的整体框架,使用YOLO v3来实现对目标信息的检测工作,在选定某一检测类别的基础上,使用本文提出的跟踪算法,通过数据关联完成对此类别的多目标跟踪,并针对跟踪过程中的目标遮挡问题以及因目标遮挡而引起的轨迹跟踪异常的问题,提出了修正算法。测试视频中被遮挡的大部分目标都能准确地跟踪,但在背景移动时也会发生一部分目标身份互换的情况。所提出的算法在解决多目标跟踪中的遮挡问题时具有一定的准确性和实时性。     

联合YOLO和Camshift的目标跟踪算法研究

为了解决传统目标跟踪算法在有遮挡后无法准确跟踪的问题,提出了将YOLO和Camshift算法相联合的目标跟踪算法.基于YOLO网络结构来构建目标检测的模型,在模型构建之前,采用图像增强的方法对视频帧进行预处理,在保留视频帧中足够图像信息的同时,提高图像质量,降低YOLO算法的时间复杂度.用YOLO算法确定出目标,完成对目标跟踪的初始化.根据目标的位置信息使用Camshift算法对后续的视频帧进行处理,并对每一帧的目标进行更新,从而可以保证不断调整跟踪窗口位置,适应目标的移动.实验结果表明,所提的方法能够有效地克服目标被遮挡后跟踪丢失的问题,具有很好的鲁棒性.     

带时延补偿的视觉跟踪控制

在实际的视觉伺服系统中, 由于摄像机到图像处理设备的传输延迟和图像处理本身占用的时间, 视觉信息的获取会产生时延. 对此, 给出了一个带有时延补偿的视觉跟踪控制方法. 通过实时拟合图像雅可比矩阵, 实现了对机械手末端执行器图像特征信息的实时预测, 从而减小了估计误差. 在此基础上, 设计了一个带有时延补偿的控制方案. 通过对运动目标进行跟踪的仿真实验, 验证了本文时延补偿方法的有效性.     

Real-time tracking of multiple objects in space-variant vision based on magnocellular visual pathway

In this paper, we propose a space-variant image representation model based on properties of magnocellular visual pathway, which perform motion analysis, in human retina. Then, we present an algorithm for the tracking of multiple objects in the proposed space-variant model. The proposed space-variant model has two effective image representations for object recognition and motion analysis, respectively. Each image representation is based on properties of two types of ganglion cell, which are the beginning of two basic visual pathways; one is parvocellular and the other is magnocellular. Through this model, we can get the efficient data reduction capability with no great loss of important information. And, the proposed multiple objects tracking method is restricted in space-variant image. Typically, an object-tracking algorithm consists of several processes such as detection, prediction, matching, and updating. In particular, the matching process plays an important role in multiple objects tracking. In traditional vision, the matching process is simple when the target objects are rigid. In space-variant vision, however, it is very complicated although the target is rigid, because there may be deformation of an object region in the space-variant coordinate system when the target moves to another position. Therefore, we propose a deformation formula in order to solve the matching problem in space-variant vision. By solving this problem, we can efficiently implement multiple objects tracking in space-variant vision.     

基于像素领域信息的自适应图像增强算法

针对图像增强后视觉效果较差和细节信息不明显的问题,提出一种新的图像增强算法。计算图像中各像素数据模型与均匀分布模型之间的相对熵,设定阈值,基于邻域信息对相对熵大于阈值的像素进行自适应对比度增强,其余像素采用平台限制的双直方图均衡算法进行增强。实验结果表明,与HE算法、BHEPL算法和PLIP_BHE算法相比,经过该算法增强后的图像具有更好的视觉效果和更明显的细节信息。     

基于跟踪算法的肺部CT图像血管提取

在肺部CT图像中,血管与背景的对比度较低,因此传统的阈值细化方法只能提取有限的一部分血管。为了解决这个问题,我们在阈值细化方法处理后,以检测出的血管为基础,利用血管与背景梯度信息跟踪检测出在阈值细化方法中漏检的血管。采用OTSU算法二值化肺部CT图像,形态学细化算法提取血管骨架,依据血管光滑性确定跟踪方向并根据灰度梯度信息跟踪出更多的细小血管。实验说明该方法是有效的。     

基于边缘检测的图像分割方法及其在机器鱼中的应用

针对仿生机器鱼在目标识别、追踪任务中的需求,结合基于阈值的图像分割算法和基于Sobel算子的边缘检测技术,给出了一种基于目标图像阈值自适应调整策略的图像分割方法．克服了基于固定阈值的图像分割算法不能适应环境光照变化的缺点．该方法应用于仿生机器鱼的水下目标识别任务中,实验结果表明了该方法是有效的．     

基于局部特征约束的TEM图像分割算法

神经细胞图像分割对于神经科学研究具有重要应用价值。神经细胞亚显微结构的复杂性,以及透射电子显微成像（Transmission electron microscope,TEM）易出现的边界丢失、模糊等质量问题,使得神经细胞TEM图像的自动分割成为一个医学图像处理难题。基于神经细胞TEM图像的局部聚簇性特点,应用超像素技术,本文研究设计了一种基于局部特征约束的TEM图像分割算法。首先构建基于图模型的超像素图像结构表示,然后应用Markov随机场（Markov random field,MRF）模型提取超像素局部空间信息,从而有效地解决超像素图像分割方法中超像素点间邻域信息和空间结构复杂的问题,最后通过MRF模型优化和超像素合并处理获取图像分割结果。研究结果表明,该算法分割精度较高、鲁棒性强,且能很好地表征图像亚显微结构信息。     

一种基于二维离散小波变换的医学图像增强算法

噪声是影响医学图像质量的最重要的因素之一。去除噪声,增强图像以提高图像质量是医学图像处理的重要课题。传统的图像增强方法在改善图像视觉效果的同时还存在噪声过增强问题,不适于医学图像增强。针对这种情况,文章提出了基于二维离散小波变换的医学图像增强算法。在多尺度分析基础上,该算法对小波分解得到的低频子带图像采用两步提升法进行对比度增强处理,而对小波分解得到的不同方向上的小波系数进行不同程度的去噪并增强。实验结果表明,该方法在提高医学图像对比度改善图像质量的同时有效地解决了传统算法中难以克服的噪声放大问题。处理后的图像更利于医生进行分析诊断和医学影像的后续处理。     

基于中值预测的四轮嵌入可逆信息隐藏算法

传统基于预测误差直方图平移的可逆信息隐藏算法大多通过固定顺序来扫描原始图像,从而进行数据嵌入,这种方式没有考虑图像本身的纹理信息,导致无效移位像素点较多,伪装图像视觉质量较差。为解决该问题,提出一种基于中值预测的四轮嵌入可逆信息隐藏算法,以在提高嵌入容量的同时降低伪装图像的失真率。利用相邻像素之间具有较强相关性的特点,在较小的误差值处聚集大量像素点,以得到更陡峭的预测误差直方图并提高嵌入容量。对每个像素点定义复杂度,根据复杂度的高低对预测误差进行排序,优先在图像平滑区域嵌入数据,从而有效减少无效移位像素点个数,降低伪装图像的失真率。实验结果表明,该算法的最大嵌入率可以达到0.3 bpp,在0.1 bpp的嵌入率下峰值信噪比高达55.15 dB,与非对称直方图算法、误差直方图移位算法等相比,其具有较高的嵌入容量和较小的视觉失真率。     

基于子区域匹配的稀疏表示跟踪算法

经典稀疏表示目标跟踪算法在处理复杂视频时不免出现跟踪不稳定情况且当目标发生遮挡时易发生漂移现象。针对这一问题,提出一种基于子区域匹配的稀疏表示跟踪算法。首先,将初始目标模板划分为若干子区域,利用LK图像配准算法建立观测模型预测下一帧目标运动状态。然后,对预测的目标模型区域进行同等划分,并在匹配过程中寻找最优子区域。最后,在模板更新过程中引入一种新的模板校正机制,能够有效克服漂移现象。将该算法与多种目标跟踪算法在不同视频序列下进行对比,实验结果表明在目标发生遮挡、运动、光照影响及复杂背景等情况下该算法具有较为理想的跟踪效果,并与经典稀疏表示跟踪算法相比具有较好的跟踪性能。     

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。