基于统计模型和活动轮廓的运动目标检测与跟踪

提出了一种静止背景视频序列中运动目标的检测与跟踪方法.对连续两帧图像序列作差分计算,对差分图像的灰度分布建立混和高斯模型(GMM),采用期望最大化(EM)算法估计模型参数,并引入基于GMM模型的边界检测算子,进而构造运动边界图像.改进静态图像轮廓提取算法GVF-Snake,利用运动边界图像修改GVF-Snake的能量项,使其能够提取视频序列中运动目标的轮廓.采用一种根据目标区域自动初始化轮廓的方法解决Snake初始轮廓需要手工设定的问题,采用一阶差分预测算法加快轮廓收敛速度.利用改进的GVF-Snake算法对运动目标进行检测与跟踪,结果表明,该算法对刚性和非刚性两类目标都具有较好的检测与跟踪效果.     

基于粒子滤波的目标主动轮廓跟踪算法

传统的粒子滤波方法采用若干维参数定义的简单几何图形给出跟踪结果,不能精确表示现实中具有复杂形状的目标物体。针对这一问题,该文提出基于粒子滤波的主动轮廓算法,用于计算复杂形状目标的轮廓跟踪任务。在目标状态后验分布的模拟样本基础上引入主动轮廓模型,并使用带权粒子定义其能量函数,使得模型的轮廓线向具有重要权重粒子的所在区域演化,并最终收敛到具有最大目标似然的图像区域,从而实现对目标物体的全局运动及局部形态演化的同时估计。精确的目标区域提高了目标模型的更新精度,避免了跟踪中漂移现象的发生。最后,结合真实机场监控验证了该方法在实际复杂场景下的有效性及鲁棒性。     

利用局部特征联合匹配的非刚体目标跟踪

针对视频序列中非刚体目标的跟踪问题,提出了基于局部特征联合匹配的快速跟踪算法．算法将基于关键点的特征匹配问题转化为求解平衡指派的最优化问题,进而依据整体匹配最优的原则实现特征的联合匹配．跟踪过程为:首先分别提取目标模板和当前搜索区域的局部关键点并进行特征描述;然后依据联合匹配策略确定目标模板关键点在输入帧图像中的匹配结果;最后依据匹配结果确定目标在输入帧图像中的位置和尺度．实验结果表明,该算法对目标的非刚性形变具有较强的鲁棒性,能够适应复杂的背景变化并获得稳定的跟踪结果．     

基于矩特征预测的主动轮廓跟踪算法

提出了一种基于矩特征预测的B样条主动轮廓跟踪算法。在算法的预测阶段，采用卡尔曼滤波器预测图像中运动目标的质心位置及主轴旋转角度，采用这2种矩特征统计量初步确定主动轮廓在当前帧中的位置及姿态。在算法的搜索阶段，采用动态规划方法驱动B样条主动轮廓精确定位目标的边缘。实验表明，这种跟踪算法在数十帧的头部序列图像中能较好地分割及跟踪目标。     

基于图像配准的动态场景运动目标检测算法

针对摄像机运动的动态场景下运动目标的检测问题,提出了基于Harris角点方根-算术均值距离配准的动态场景运动目标检测算法。首先将当前帧图像与前一帧图像进行配准,获取图像的全局运动参数;利用求得的运动参数对当前图像进行运动补偿;然后,将其与存储的前两帧图像进行帧差法,以获得运动目标的轮廓信息;以该运动目标区域为掩模,检测并定位该运动目标。实验结果表明,此算法能够较好的处理摄像机运动等动态场景情况下的运动目标定位问题,为运动目标的跟踪和识别奠定基础。     

一种改进的变分水平集车辆检测技术

针对传统运动目标检测算法存在适应性差、对噪声较敏感等缺点,提出一种基于变分水平集快速提取边缘模糊运动目标的方法。该算法利用主动轮廓模型进行边缘检测约束,并结合变分水平集方法进行二次演化获得准确的图像分割。实验证明,该方法能够快速准确的分割运动目标,对于复杂环境有较好的适应性和鲁棒性。     

局部背景边缘干扰下运动视频完整轮廓检测方法

针对传统相邻帧差算法在对轮廓检测过程中无法有效解决局部背景边缘干扰的问题,提出基于高速并行细化算法的运动视频完整轮廓检测方法.基于Sobel算子对运动视频轮廓进行粗检测,通过形态学后处理对粗检测获取的运动视频目标轮廓进行腐蚀运算,过滤其中的噪声,使图像边缘向内紧缩;采用两次膨胀处理恢复并增强运动视频目标图像的连通区域,引入高速并行细化算法对图像进行细化处理,采集图像骨架,并获取线条平滑的完整运动视频目标轮廓图像.结果表明,所提方法检测出的运动视频目标轮廓更为完整、清晰,并且检测效率高.     

适用于目标跟踪的加权增量子空间学习算法

为了克服目标物外观变化给跟踪造成的困难,提出一种基于加权增量子空间学习的目标跟踪算法.该算法构造了一个可在线更新的子空间作为视频中目标物的外观模型,根据概率转移模型预测得到一组图像样本作为目标物在当前帧中可能出现的图像区域;然后将图像样本投影到该低维子空间中估计每个图像样本为目标图像区域的似然度,以具有最高似然度的样本作为目标在当前帧中的图像区域,通过加权增量的方式调整子空间.实验结果表明：相比基于其他增量子空间学习的跟踪算法,该算法能够稳定、准确地对运动目标进行跟踪.     

基于图像矩信息的CamShift视觉跟踪方法

为了适应视觉跟踪过程中目标形态的变化,使用核密度估计对视频序列中的运动目标进行色彩分布建模,运用CamShift算法进行跟踪,并结合图像矩信息确定目标区域.采用全局更新策略对目标色彩分布模型进行实时更新,进一步提高了跟踪的准确性.实验结果表明,该方法对目标在平移、旋转、局部遮挡等不同运动条件下均可实现稳定的跟踪,克服了尺度变化对跟踪带来的影响,是一种鲁棒性较强的跟踪算法.     

自适应气球力主动轮廓的图像分割

集成图像的先验信息到模型中是改善主动轮廓模型分割复杂背景图像性能的一种重要方法．采用统计方法确定目标区域，根据区域自适应地决定主动轮廓模型气球力的方向，对测地线主动轮廓模型进行改进．结果表明：主动轮廓曲线的收敛仅依赖图像梯度这一局部性质的情形被改变，主动轮廓曲线的收缩或扩张和目标区域联系起来．图像分割实验说明改进的模型能较好地对带噪声且为弱边缘的人工合成图像、医学超声图像得到理想的目标边缘轮廓．自适应气球力主动轮廓分割图像能提高在图像弱边缘处的定位能力和精确度，减少对噪声的敏感性，加快曲线收敛到目标边界的速度．     

SNAKE初始模型及其改进算法的研究

SNAKE模型主要应用在医学图像，运动跟踪，形状识别等领域．文中阐述了在视频摄像中运动物体轮廓跟踪的方法及其改进算法．首先由用户在感兴趣的物体附近指定其初始轮廓，随后该轮廓曲线会进化并锁住物体的边缘．一旦初始轮廓获得之后，后继帧中该物体的运动轨迹即奇被跟踪且不需要用户再输入任何参数．     

基于超像素的多特征融合的水平集轮廓跟踪

在水平集轮廓跟踪框架中设计一个判别式速度函数对于有效引导轮廓进化非常重要。该文提出一个超像素驱动的速度函数建模方法,该模型融合了互补的表观和运动信息。在表观特征层,通过引入一种有效的中层视觉特征-超像素,建立基于核密度估计的判别式表观模型区分目标和背景。同时,利用运动光流场的统计信息,设计了一个可以自适应选择的阈值来区分和增强目标和背景的相对运动。最终,在决策层基于半朴素贝叶斯框架进行两种特征的融合,形成一个具有竞争能力的速度场引导水平集轮廓进化。在多个具有挑战的视频序列上的一系列实验验证了该方法的有效性和鲁棒性。     

直接驱动XY平台位置域轮廓跟踪控制

针对直接驱动XY平台轮廓误差近似模型建立困难的问题,提出一种提高轮廓跟踪性能的位置域轮廓跟踪控制方法.通过将双轴运动系统等效为主-从运动方式,主动轴(X轴)以位置量作为自变量,将从动轴(Y轴)的运动描述为不同轮廓跟踪要求的X的函数.通过从时域到位置域的一一映射,得到双轴运动系统的位置域动态模型.提出了位置域PD控制策略,主动轴运动以自身为参考产生的位置跟踪误差为零,仅有从动轴的运动跟踪误差影响到了最后的轮廓误差.仿真结果表明,位置域轮廓控制相比时域轮廓控制能够获得更好的跟踪精度.     

Improved Siamese network based object tracking combined with the deep contour feature

The existing Siamese object tracking algorithms easily lead to tracking drift under the influence of object deformation and occlusion, this paper proposes an improved object tracking algorithm based on deep contour extraction networks to achieve stable detection and tracking of any object under complex backgrounds. First, the contour detection network automatically obtains the closed contour information on the object and uses the flood-filling clustering algorithm to obtain the contour template. Then, the contour template and the search area are input into the improved Siamese network so as to obtain the optimal tracking score value and adaptively update the contour template. If the object is fully obscured or lost, the Yolov3 network is used to search the object in the entire field of view to achieve stable tracking throughout the process. A large number of qualitative and quantitative simulation results show that the improved model can not only improve the object tracking performance under complex backgrounds, but also improve the response time of airborne systems, which is suitable for engineering applications.     

Real-Time Digital Image Stabilization Based on Contour

A new digital image stabilization method is proposed for real-time application based on imagecontour. The image intensities are projected to several gray levels by thresholding before extracting contourpoints. Matching position could be found using these contour points. All pixels are still used for refinedmatching near the matching position. This algorithm is more robust against changes in illumination and noise     

视觉感知的无人机端到端目标跟踪控制技术

针对无人机机动目标跟踪的自主运动控制问题,提出连续型动作输出的无人机端到端主动目标跟踪控制方法. 设计基于视觉感知和深度强化学习策略的端到端决策控制模型,将无人机观察的连续帧视觉图像作为输入状态,输出无人机飞行动作的连续型控制量. 为了提高控制模型的泛化能力,改进基于任务分解和预训练的高效迁移学习策略. 仿真结果表明,该方法能够在多种机动目标跟踪任务中实现无人机姿态的自适应调整,使得无人机在空中能够稳定跟踪移动目标,显著提高了无人机跟踪控制器在未知环境下的泛化能力和训练效率.     

基于改进Snake模型与Kalman滤波的目标跟踪算法

在基于改进Snake模型的基础上,结合Kalman滤波进行运动预测,提出了跟踪运动物体轮廓的一种方法.在物体轮廓的提取方面,将MINIMAX准则应用于参数的自动选取,对霍夫变换进行改进使其能应用于Snake初始轮廓的自动选取,对动态规划算法进行改进使其应用于Snake模型,使其有更好的收敛效果.并采用Kalman滤波器预测物体的运动轨迹,实现在视频摄像中运动物体的有效跟踪.     

三轴运动平台改进型交叉耦合轮廓控制

为了削弱负载扰动及复杂轮廓误差模型对轮廓精度的影响,在单轴中采用比例控制作为位置环控制器,采用PDFF控制作为速度环控制器,以保证单轴跟踪精度.三轴间采用一种轮廓误差估算法来建立轮廓误差模型,运算更为简单.通过改进的交叉耦合控制结构进行轮廓控制器的设计,将轮廓误差的补偿量置于位置控制器前,能够实现跟踪误差与轮廓误差同时减小,以满足三轴运动平台的高精度加工要求.结果表明,改进后的三轴运动平台控制系统具有较高的轮廓精度和较强的抗扰性.