基于Mean shift的核窗宽自适应目标跟踪新算法

针对传统均值漂移算法(Mean shift)中核函数直方图对目标特征描述较弱、跟踪过程中核函数带宽的保持不变的缺点,提出了一种新的核函数带宽可变的Mean shift跟踪算法.在特定的色彩空间中,统计落入各区间的像素个数.并对各区间像素的位置建立高斯分布模型,采用二阶空间直方图实现目标建模,强化目标特征描述提高了跟踪的鲁棒性;结合边缘检测与角点检测选取目标特征点估算目标仿射模型确定伸缩尺度.适应目标多自由度变化下的跟踪.实验结果证明,该算法比原有算法跟踪效果更加准确和可靠.     

结合粒子滤波与Mean shift的高速运动目标跟踪

Mean shift跟踪算法能够有效跟踪视频序列中的各种运动目标,但是该算法无法准确地跟踪视频中高速运动目标.通过分析mean shift算法的原理,指出mean shift对高速运动目标跟踪失效的原因,提出一种基于mean shift的粒子滤波跟踪的新算法.通过实验比较,该算法能改善了Mean shift算法对高速运动目标的效果,并且在存在干扰目标的情况下具备良好的跟踪效果.     

均值漂移目标跟踪的两级窗宽更新算法

目标尺度发生较大变化时,固定窗宽的均值漂移(Mean shift)目标跟踪算法不能进行有效跟踪。为此,提出一种两级更新的自适应窗宽计算方法。采用Mean shift跟踪算法对目标中心进行初次定位,并确定窗宽的大小,设置感兴趣区域,结合已建立的背景模型,在感兴趣区域内利用背景减除技术二次确定目标的中心及窗宽大小,通过比较2次目标区域与目标模型之间的Bhattacharyya系数,选择系数较大的区域作为最终跟踪窗口。实验结果表明,该方法能够对尺度变化明显的运动目标自适应确定跟踪窗宽,并减小传统Mean shift跟踪方法背景目标颜色对目标特征提取的影响。     

混合目标模型的Mean Shift跟踪算法

但固定目标模型的Mean Shift算法采用直方图进行匹配,而直方图是一种比较弱的目标特征,当背景和目标的颜色分布较相似时其跟踪效果欠佳。针对这一缺点,提出了一种采用混合目标模型的Mean Shift算法。该算法在匹配过程中使用的目标模型包含了初始帧和前一帧的信息,克服了固定目标模型难以对与背景相似目标以及旋转目标进行准确描述的缺点,获得了较好的跟踪效果。     

均值漂移算法中的目标模型更新方法研究

均值漂移(Mean shift)是一种鲁棒的快速模式匹配算法, 但该算法框架下现有的整体模型更新策略不足以对场景中目标外观变化、遮挡等情况进行有效处理. 为此, 本文提出了一种Mean shift框架下的选择性子模型更新策略, 将特征模型中的每个分量作为单独个体, 基于每个分量的匹配贡献度, 分别选择当前帧中需要更新的子模型分量及其更新权值. 实验结果表明本文算法具有比整体模型更新策略更好的跟踪鲁棒性.     

基于局部背景感知的目标跟踪

经典视觉跟踪方法通常仅以目标区域内信息作为目标描述. 实际中, 目标局部背景信息也影响着跟踪性能. 本文首先在目标描述中引入局部背景信息, 并将目标表示为一带权点集. 然后通过K近邻计算目标观测概率, 并联合目标先验信息得到搜索区域内各点后验概率值. 最后, 利用均值漂移(Mean shift)算法估计目标状态. 本文算法优点如下: 1) 目标描述中联合局部背景信息, 增强了目标模型. 因此, 跟踪过程中提高了目标与背景的区分能力, 并进一步使跟踪算法更加稳定, 跟踪结果更加精准. 2)目标初始化时, 利用Mean shift对目标进行一次重定位. 由此解决了不精确初始化时跟踪算法容易失效的问题. 在不同视频上进行了定性和定量的实验验证. 结果表明本文算法具有较高的跟踪稳定性和准确性, 尤其当目标初始化比较粗糙时.     

抗遮挡的自适应运动目标跟踪方法

针对复杂场景中的目标遮挡问题,提出一种基于均值漂移(Mean shift)和轨迹校正的自适应目标跟踪方法.由于Mean shift迭代易陷入局部最优点,这里引入Kalman滤波器以预测和校正目标运动轨迹,并根据迭代轨迹误差校正协方差,使得跟踪器在多峰值非高斯分布的复杂环境下也能收敛到全局最优点.基于Bhattacharrya系数计算色彩x、y方向分量相似度,并根据邻帧分量相似度偏差自适应调整相似度融合权值.综合当前帧和前面帧作用更新目标运动状态、特征和尺度模型.实验结果表明提出的方法对于静态场景遮挡和目标间互遮挡、部分和全部遮挡下的目标跟踪均具有鲁棒的跟踪性能.     

无特定身份背景下的目标跟踪算法仿真

研究追踪对象特征不明显,无特定身份特征的目标准确跟踪问题.无特定身份背景会导致跟踪目标出现时无明显各种特征,需要为其选定特征的跟踪特征.传统的目标跟踪算法在这种环境下采集的跟踪目标灰度特征信息单一,并且缺乏描述目标的信息,直接导致目标跟踪的失败或者带来较大的误差.提出一种改进的无特定身份背景下的目标跟踪方法.对图像进行边缘梯度融合,计算目标图像区域中基于局部二值模式(LBP)的纹理特征模型,通过Mean shift算法来建立目标直方图并实现目标的跟踪.实验结果表明,改进的算法能有效地克服无特定身份背景下的光照变化、多目标干扰的影响,改进的算法取得了较好的目标跟踪精度.     

基于Mean Shift算法和NMI特征的目标跟踪算法研究

针对传统Mean shift跟踪算法对空中运动目标跟踪效果不理想的问题, 提出了基于Mean shift算法和归一化转动惯量(Normalized moment of inertia, NMI)特征的目标跟踪算法. 算法中引入了目标NMI特征, 建立了基于虚警概率最小原则和相似度二级判决门限的跟踪策略, 对目标模型进行更新. 同时利用卡尔曼滤波, 在目标被遮挡后进行估计预测. 实验表明该算法在空中运动目标存在较大形变、被遮挡等情况下, 能够进行实时、稳定跟踪.     

一种分层Mean Shift目标跟踪算法

针对经典Mean shift (MS)目标跟踪算法的颜色特征鲁棒差、匹配迭代复杂的缺点, 提出一种分层Mean shift (Hierarchical mean shift, HMS)目标跟踪算法. 首先通过MS迭代将目标区域特征空间的数据点聚类于模式点, 使得以简洁的方式描述前景跟踪目标, 建立目标模型与目标候选模型的聚类模式点描述, 进行聚类块匹配. 然后, 导出聚类块模式点匹配下的相似度量函数, 进行像素点匹配, 结合邻域一致性, 计算像素平移量, 分层估计序列帧中跟踪目标质心模式点的位置, 并给出HMS匹配迭代跟踪算法. 实验结果表明, 与其他两种MS跟踪算法相比, HMS既能提高序列帧跟踪目标表达与匹配的鲁棒性, 又无需匹配所有数据点, 算法简洁且有效可行.     

融合HOG与ARMA模型的粒子滤波跟踪

传统的粒子滤波算法在跟踪目标受到相似背景干扰和遮挡或跟踪目标高速运动时,容易造成跟踪误差增大或跟踪失效的影响。针对室外运动目标跟踪的复杂性,提出一种对于干扰适应性较强的融合梯度方向直方图与自回归移动平均(ARMA)模型的粒子滤波跟踪方法。建立ARMA运动模型,用前两帧目标的位姿状态预测目标下一帧的状态,解决目标跟踪的角度变化与部分遮挡问题。实验结果表明,该模型能克服光照突变引发目标色彩突变的问题。     

一种基于直方图模式的运动目标实时跟踪算法

动态图像的分析和理解是当前研究的热点之一,基于视觉的目标跟踪技术有着广泛的实用价值。目标跟踪的难点在于完成帧与帧之间的快速且稳定的目标匹配。该文给出了一种运动目标的跟踪算法,它与云台设备控制相结合,可使被跟踪目标始终位于图像的中心区域。直方图具有较好稳定性,可以不受目标的外形和比例变化的影响;而均值平移(MeanShift)算法可以得到局部最优解,并具有快速和有效的特点。因此,该文以直方图为模式特征,以均值平移算法为跟踪核心算法。对候选目标进行运动检验,过滤了伪目标,保证了跟踪的可靠性。在搜索过程中,通过Kalman滤波器的运动预测,减少模式匹配的搜索范围,提高了处理速度。最后,该文给出了实地测试结果,验证了跟踪算法的实用性和有效性。     

一种鲁棒高效的视频运动目标检测与跟踪算法

提出了一种视频运动目标的快速检测和稳定跟踪算法. 目标检测使用减背景法, 用均值法构造背景图像, 提出一种基于熵能和广义高斯分布的局部自适应阈值选取算法, 可有效克服噪声的影响. 采用基于特征匹配的目标跟踪方法, 提出一种LICS (Logarithm illuminance contrast statistic)特征, 该特征能够更加充分有效地表征目标, 可在光照和目标姿态变化的情况下实现刚体目标的稳定跟踪. 使用Kalman滤波限制搜索匹配范围以减小计算量. 用目标子区域匹配的方法解决目标相互遮挡时的跟踪问题. 实验结果表明, 该算法在运动目标检测效果、跟踪稳定性和运行时间方面都有良好的性能.     

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。     

结合Camshift和Kalman预测的运动目标跟踪

针对单一的CamShift跟踪算法在目标发生遮挡时非常容易致使跟踪目标失败的问题,本文提出了一种基于CamShift和Kalman预测的跟踪算法。首先,采用帧间差分阈值法来快速、精确地检测和提取出运动目标;然后,通过在CamShift算法中使用运动目标的颜色特征,在图像序列中找到运动目标的所在位置和大小;最后,使用Kalman滤波预测目标的位置,进而有效地解决了背景中大面积相同颜色的干扰和目标部分被遮挡等问题。用无线遥控车完成了运动目标的跟踪实验,实验证明结合CamShift算法和Kalman预测滤波能实时、准确地跟踪目标。     

基于最大似然准则Hausdorff距离的跟踪算法

针对视频处理中运动物体的检测和跟踪问题,提出一种基于最大似然准则Hausdorff距离的目标跟踪算法,首先利用基于GVF的Snake方法获得物体模型;然后采用基于最大似然准则的Hausdorff距离匹配后续帧中的目标,搜索策略采用类似于Rucklidge提出的多分辨率搜索方法,在不影响搜索成功率和目标定位精度的情况下, 可以显著地缩短搜索时间;最后使用Snake方法完成运动物体的轮廓更新.实验表明该方法可以较好地跟踪刚性和非刚性物体,同时对部分被遮挡的目标也有良好的跟踪效果.     

基于序贯检测机制的双目视觉运动目标跟踪与定位方法

为了提高复杂环境下的目标跟踪精度,提出了一种基于序贯检测机制的双目视觉运动目标跟踪方法.该方法在序贯检测机制下,将粒子滤波、稀疏场主动轮廓和CamShift等方法结合.首先用基于颜色特征的粒子滤波估计最优跟踪窗口;通过跟踪窗口和目标的相似度决定足否采用稀疏场主动轮廓方法,然后由目标轮廓和目标的相似度决定是否需要CamS...     

基于大数据分析的移动对象轨迹预测方法

对移动对象的轨迹预测将在移动目标跟踪识别中具有较好的应用价值。移动对象轨迹预测的基础是移动目标运动参量的采集和估计,移动目标的运动参量信息特征规模较大,传统的单分量时间序列分析方法难以实现准确的参量估计和轨迹预测。提出一种基于大数据多传感信息融合跟踪的移动对象轨迹预测算法。首先进行移动目标对象进行轨迹跟踪的控制对象描述和约束参量分析,对轨迹预测的大规模运动参量信息进行信息融合和自正整定性控制,通过大数据分析方法实现对移动对象运动参量的准确估计和检测,由此指导移动对象轨迹的准确预测,提高预测精度。仿真结果表明,采用该算法进行移动对象的运动参量估计和轨迹预测的精度较高,自适应性能较强,稳健性较好,相关的指标性能优于传统方法。