基于光流和压缩感知的目标跟踪

由于姿态变化,光照改变,遮挡以及运动模糊等因素,开发有效和实时的目标跟踪算法是一个有挑战性的任务。因此,在复杂的实际环境中使用单一的检测与跟踪算法已无法满足目标跟踪的实用性要求。本文基于光流法和压缩跟踪算法,提出一种融合跟踪、在线学习以及检测技术的目标跟踪方法。实验结果表明,该方法提高了跟踪精度,而且具有较强的鲁棒性。     

彩色序列图像中实时运动目标跟踪方法

提出了一种彩色序列图像中的实时运动目标跟踪算法,该算法首先利用综合帧间差分法与背景差分法两种方法优点的动态背景更新算法来检测各种运动目标,在后续的图像序列中,利用运动检测算法来确定目标跟踪的起始点,并利用Mean Shift算法来跟踪运动物体;然后再更新Mean Shift的目标模板。实验结果表明,该算法能够克服Mean Shift算法对尺度变化的物体的跟踪效果较差且不能检测突然出现在图像序列中的物体的不足,快速准确地跟踪各种物体。     

基于激光传感器移动机器人的目标定位和多模式跟踪

移动机器人对运动目标的感知和跟踪是实现机器人与环境交互的一项重要能力。针对移动机器人以人为目标的跟踪中在复杂动态环境下经常出现的目标丢失和跟踪模式单一的问题,提出了基于机器学习的人物目标识别算法。该算法可以处理复杂环境下的目标检测和定位。同时设计了交互多模型跟踪算法,可以较好的跟踪以不规律模式运动的目标。最后在交龙移动机器人平台上实现了整个系统,验证了人物目标检测和多模式跟踪算法的鲁棒性和优越性。     

基于在线特征选择的实时多姿态人脸跟踪

针对复杂条件下的人脸跟踪问题, 将显著区域跟踪算法和基于 Adaboost 的人脸检测算法相结合, 研发了一个实时多姿态人脸跟踪系统. 系统采用数据关联结果, 自动选择和切换检测器与跟踪器, 并通过引入环境信息增强跟踪算法的稳定性. 实验表明, 系统可在目标姿态变化、摄像机运动等复杂条件下进行自动人脸检测与跟踪, 对 320x240 的图像序列处理速度达到 10-12帧/秒.     

运动目标的检测与跟踪的研究

提出了一个基于TMS320C6201的DSP系统下的运动目标检测方法,主要应用于反坦克导弹系统.首先进行滤波,然后根据自适应梯度算法(边缘检测)计算出运动目标的位置,利用相关跟踪算法和记忆外推跟踪算法相结合实现复杂背景中运动目标的实时跟踪.给出运动目标检测和跟踪的实验结果.     

基于随机局部均值Hash特征的在线学习目标跟踪

在局部遮挡,光线变化,以及复杂背景环境下进行有效稳定的目标跟踪一直是一个长期困扰研究者的复杂问题。提出一种基于随机局部均值Hash特征的在线学习目标跟踪算法,算法的创新点为基于泊松概率分布的目标模型建立及其在线更新。算法首先利用已标定实际位置的目标图像来初始化目标模型及构建初始分类器池,由此求出下一帧的检测算子,同时基于多实例在线学习方法,利用检测到的目标样本（正样本）以及附近的背景样本（负样本）在线更新目标模型,求出新的检测算子用于后续帧的目标检测及跟踪。提出的算法与现有基于检测学习的OnlineBoostingTracker,SemiTracker,BeyondSemiTracker,Context Tracker和MILTracker跟踪算法在给定的四个标准视频序列中进行了跟踪性能比较。实验结果表明,在各种复杂环境下,该算法具备良好的综合跟踪性能,尤其在抗局部遮挡方面尤为突出。在抗目标旋转方面,该算法仍有待优化。     

MB-LBP特征提取和粒子滤波相结合的运动目标检测与跟踪算法研究

在复杂环境下,由于行人密度大以及运动随机性,导致运动目标(行人)难以检测和跟踪,造成人员计数误差。提出一种MB-LBP(Multi-scale Block Local Binary Pattern)特征提取和粒子滤波相结合的运动目标检测与跟踪算法来解决此问题。该算法首先用AdaBoost提取MB-LBP特征训练生成分类器进行人头检测,并根据人头目标尺寸变化范围去除部分误检,然后用改进的粒子滤波算法预测跟踪多个运动目标,最后对跟踪的运动目标进行计数。实验结果表明,提出的算法能够对复杂环境下多个运动目标进行有效检测及跟踪,准确、快速地对视频帧中的人员进行计数。     

动态背景下运动目标检测与跟踪研究

主要研究动态背景下的运动目标检测和跟踪问题。背景补偿差分法是一种常用的动态背景下运动目标检测算法,但检测到的目标轮廓要比其真实轮廓大,检测结果不准确且算法复杂度较高。主动轮廓模型在图像分割和目标提取过程中具有拓扑结构变化灵活性,对数值计算方案的设计更加方便、有效,据此提出一种基于改进C-V模型和卡尔曼滤波的算法,用来检测和跟踪动态背景下的运动目标。提出的算法利用C-V模型曲线演化检测和跟踪目标,使C-V模型在目标的边缘处收敛。结合卡尔曼滤波预测运动目标下一帧位置,从而实现对运动目标轮廓的跟踪。实验结果表明,该方法可以对动态背景下运动目标进行精确的检测与跟踪。     

能量法的自适应背景更新算法

光流法不适用于复杂的环境,计算量大、用时长,且实时性不高,而背景图像差分法只适用于静止不动的背景,且不能使背景图像随监视场景背景变化而及时地更新。因此,提出了能量法的自适应背景更新算法SBUE。该算法主要用于运动目标检测,即在复杂背景变化的情况下,能够实时地修正或更新粗背景模型CBM,再结合背景图像差分法与运动物体能量相似性分割出完整的运动目标,具有普遍的适用性。通过实验证明了算法可以快速、准确地更新变化复杂的背景,提高运动目标的识别精度。     

动态复杂背景下的智能视频监控系统设计与实现

采用二重对称帧间差分目标检测算法和基于压缩感知的目标跟踪算法,设计并实现了一种可适应动态复杂背景下的智能视频监控系统;基于目标检测该系统能提取本地视频文件中局部运动目标并进行视频压缩,减少回放、查看视频时间,可实时播放并处理本地或网络摄像头数据,也可根据光照变化动态调整二值化阀值,实现实时区域入侵检测与报警;基于目标跟踪本系统能在动态背景下对选定目标进行跟踪,可通过客户端手动控制监控云台跟踪,也可对入侵目标实现云台自主大角度追踪;实验表明,此系统能在日常复杂环境下对运动目标准确检测和大角度跟踪,在智能家居和移动安防领域有很好的实用性。     

OPTICS聚类与目标区域概率模型的多运动目标跟踪

目的 针对多运动目标在移动背景情况下跟踪性能下降和准确度不高的问题,本文提出了一种基于OPTICS聚类与目标区域概率模型的方法。方法 首先引入了Harris-Sift特征点检测,完成相邻帧特征点匹配,提高了特征点跟踪精度和鲁棒性;再根据各运动目标与背景运动向量不同这一点,引入了改进后的OPTICS加注算法,在构建的光流图上聚类,从而准确的分离出背景,得到各运动目标的估计区域;对每个运动目标建立一个独立的目标区域概率模型(OPM),随着检测帧数的迭代更新,以得到运动目标的准确区域。结果 多运动目标在移动背景情况下跟踪性能下降和准确度不高的问题通过本文方法得到了很好地解决,Harris-Sift特征点提取、匹配时间仅为Sift特征的17%。在室外复杂环境下,本文方法的平均准确率比传统背景补偿方法高出14%,本文方法能从移动背景中准确分离出运动目标。结论 实验结果表明,该算法能满足实时要求,能够准确分离出运动目标区域和背景区域,且对相机运动、旋转,场景亮度变化等影响因素具有较强的鲁棒性。     

基于背景减除法的视频序列运动目标检测

视频序列中运动目标的检测是目标识别、标记和追踪的重要组成部分,背景减除法是运动目标检测中被广泛应用的算法。针对光线变化、噪声和局部运动等影响运动目标检测效果的问题,提出一种基于背景减除法的视频序列运动目标检测算法。该算法结合背景减除法和帧间差分法,对当前帧像素点的运动状态进行判断,分别对静止和运动的像素点进行替换和更新,采用最大类间方差（Otsu）法对差分图像进行目标提取,并使用数学形态学运算去除目标中的噪声和冗余信息。实验结果表明,所提算法对于视频序列中运动目标的检测具有较好的视觉效果和较高的准确度,能够克服局部运动以及噪声等缺陷。     

基于视频分析的智能监控系统

智能监控是当前计算机视觉研究的热点领域之一。针对室内监控的具体特点,实现了一种基于视频分析的智能检测跟踪监控系统。利用基于统计模型的目标检测算法提取运动目标;然后结合Meanshift算法对目标进行粗跟踪;最后针对Meanshift算法无法实时改变跟踪窗大小的缺陷,提出边界力调整算法以自适应更新跟踪窗窗宽。并以DM642数字图像处理DSP为核心,设计并搭建了智能视频监控平台。实验表明,该系统可以实时有效地检测、跟踪室内运动目标。     

基于视觉背景提取的自适应运动目标提取算法

在复杂场景下的视频运动目标提取是视频分析技术的首要工作。为了解决前景运动目标提取的精确度不高的问题,提出一种基于视觉背景提取(ViBE)的改进视频运动目标提取算法(ViBE⁺)。首先,在背景模型初始化阶段采用像素的菱形邻域来简化样本信息;其次,在前景运动目标提取阶段引入自适应分割阈值来适应场景的动态变化;最后,在更新阶段提出背景重建和调整更新因子方法来处理光照变化的情形。实验结果表明,对于复杂视频场景LightSwitch的运动目标提取结果在相似度指标上,改进后的算法与混合高斯模型(GMM)算法、码本模型算法以及原始ViBE算法相比,分别提高了1.3倍、1.9倍以及3.8倍。所提算法能够在有效时间内对复杂场景具有较好的自适应性,且性能明显优于对比算法。     

基于单目视觉测量运动物体速度的研究

为了实时准确地测出运动物体的速度,提出了一种基于单目视觉测量运动物体速度的方法。该方法采用便携式摄像机对运动小球进行视频采集,以VS2010平台下的开源库OpenCV为开发平台,利用帧差法对运动目标进行检测。所设计的测速算法能够实现对运动小球的水平速度和垂直速度的检测。实验证明,所提测速方法能有效地测出运动物体的速度,且准确度比较高。     

基于卡尔曼滤波的移动机器人运动目标跟踪

提出了一种基于卡尔曼滤波的运动目标快速跟踪算法。针对复杂背景下彩色运动目标跟踪问题,采用基于颜色特征和形状特征相结合的方法进行目标识别。利用卡尔曼滤波器的预测功能,预测运动目标在下一帧中的位置,将图像全局搜索问题转换为局部搜索,提高了系统的实时性。实验结果表明:该算法满足移动机器人运动控制的实时性要求,实现了对运动目标的快速跟踪。     

Probabilistic models for robot-based object segmentation

This paper introduces a novel probabilistic method for robot based object segmentation. The method integrates knowledge of the robot’s motion to determine the shape and location of objects. This allows a robot with no prior knowledge of its workspace to isolate objects against their surroundings by moving them and observing their visual feedback. The main contribution of the paper is to improve upon current methods by allowing object segmentation in changing environments and moving backgrounds. The approach allows optimal values for the algorithm parameters to be estimated. Empirical studies against alternatives demonstrate clear improvements in both planar and three dimensional motion.     

基于公共信标集的高精度射频指纹定位算法

目前基于WiFi射频指纹定位技术有望成为大规模城区室内外全空间定位的首选.针对RSS信号时变特性严重影响WiFi定位精度和鲁棒性的问题,提出了一种基于公共信标集的高精度射频指纹定位算法.该算法把目标定位看成贝叶斯估计问题,通过采用高斯混合模型更加准确地表征复杂训练指纹的信号特征,以及使用基于Markov链的状态转移模型和基于后验概率的自适应网格集选择机制,充分利用目标的历史状态信息和环境布局信息,不仅减少了定位搜索网格空间,而且还抑制了移动过程中不可能发生的位置跳变,提高了定位精度和鲁棒性.实验结果表明,所提定位算法以90%的概率可获得3m以内的定位误差,其定位性能明显优于传统单一高斯模型.     

特征融合和聚类核函数平滑采样优化的粒子滤波目标跟踪方法

针对复杂场景下的目标跟踪问题,提出了一种改进的粒子滤波目标跟踪方法。利用背景加权后的联合直方图描述目标灰度和梯度特征信息,在粒子滤波算法的框架下,设计了一种自适应特征融合观测模型来适应场景的不断变化;同时针对传统粒子滤波算法存在的粒子退化问题,提出了一种基于聚类核函数平滑采样的方法。理论仿真和实际场景的实验结果表明,该算法适应性更强,精度更高,能有效跟踪复杂场景下的运动目标。     

基于运动信息与Hog特征的伪装色移动目标跟踪

针对复杂背景下伪装色运动目标的跟踪问题,提出一种基于运动信息与梯度方向直方图的跟踪方法。通过金字塔光流法获取视频序列中目标运动矢量范围;利用目标区域的灰度特征以及Hog特征构建特征向量,沿着运动主方向在速度大小范围内进行二分法匹配,进而确定目标的准确位置。实验结果表明,针对平缓变化的视频序列,对于颜色色调范围较大或者边缘结构较为明显的伪装色运动目标具有良好的跟踪效果。