一种基于多信息融合的粒子滤波跟踪算法

将颜色和灰度梯度这两种信息融合进粒子滤波跟踪器中,采用多块颜色模型和目标模板更新策略等技术,克服了依赖单一信息源而造成跟踪困难的问题,而且在跟踪的精确度和准确率上都有所突破.实验表明,该粒子滤波跟踪算法对多种干扰都有较强的抵抗能力.     

基于混合粒子滤波和稀疏表示的目标跟踪算法

针对图像序列中的运动目标在跟踪过程中易受到光照等复杂环境、外观变化及部分遮挡影响的问题,提出基于全局信息和局部信息的混合粒子滤波算法.将目标的局部二元模式纹理特征引入粒子滤波算法,通过稀疏编码目标子块,充分利用目标的局部空间信息,并结合全局信息以确定当前帧中目标的位置.在跟踪过程中实时更新模板,这在一定程度上提高算法的鲁棒性.实验表明在目标处于复杂环境中算法能达到较理想的跟踪效果.     

基于Meanshift和粒子滤波的行人目标跟踪方法

针对粒子滤波跟踪算法计算代价大以及Meanshift跟踪算法容易陷入局部极值等问题,提出一种嵌入均值优化的粒子滤波跟踪算法。该算法根据粒子滤波的运动模型估计目标区域位置,利用Bhattacharyya距离度量粒子区域和目标模型的相似性,并根据相似性来更新粒子权值,使用Meanshift优化算法改善粒子的估计位置,使得这些粒子的候选区域能更加接近目标模板,极大提高了粒子的使用效率。实验结果表明,该算法能够有效进行人的跟踪,处理人的短暂遮挡问题,性能优于粒子滤波算法,有较好的实用性。     

改进的多特征粒子滤波目标跟踪算法研究

针对在复杂环境下多特征融合的粒子滤波算法跟踪精确度低的问题,提出一种改进的多特征融合算法;该算法采用二阶中心差分卡尔曼滤波方法来实现建议分布函数的优化,在重要性采样中融入最新的测量信息,提高了粒子的使用效率,并引入动态模板更新机制对目标模板实时更新;在多特征融合策略上利用基于粒子滤波框架下的EM算法适用于不同数量样本集的特点求解状态估计,不仅避免因计算特征权重产生误差,而且提高了算法的实时性;滤波器仿真实验结果表明,在一维非线性模型下对比其它改进粒子滤波算法,本文提出的方法性能最优;在基于视频序列的目标跟踪实验中,通过比较本文算法在不同特征、不同采样粒子数量条件下的性能对比验证本文算法的有效性;最后通过一系列不同环境下的跟踪实验证明,本文算法对复杂条件下的目标跟踪具有较高的精度和鲁棒性。     

基于粒子滤波的弱目标检测前跟踪算法

针对低信噪比条件下机动目标的检测跟踪问题,提出了一种改进型的基于多模型的粒子滤波检测前跟踪算法.由于粒子退化问题,在目标信号微弱、目标发生机动或者信号幅值波动较强势,粒子滤波的TBD算法的检测概率和跟踪精度将会下降.本算法在粒子滤波的基础之上改进,即在每次循环之前加入新粒子,新粒子的分布是由平均法和前一时刻的目标估计结果进行确定.给出了粒子滤波的TBD算法推导以及数值计算过程.仿真实验表明:基于改进型粒子滤波检测前跟踪算法能够检测低信噪比的目标.     

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.     

基于外观模型粒子滤波稳健视觉的跟踪算法

提出了一种基于目标外观模型的粒子滤波跟踪算法,即在粒子滤波跟踪算法中,提出的外观模型作为目标的视觉特征的描述方法来建立目标模板。与常用的颜色直方图不同,提出的外观模型不仅有目标的颜色信息,同时还保留了像素的空间信息。由于自身的持续更新机制,即使在经历长时间的跟踪过程之后,该外观模型仍然能有效的作为当前帧的候选目标的参照模板。基于以上特点,本跟踪算法在目标的大小、方位、旋转角度发生较大变化或背景对前景目标有大面积遮挡的情况下,也能十分稳健的跟踪目标。在多目标的跟踪应用中,本算法结合目标层次划分的技术,能够有效的处理多个目标之间相互遮挡的棘手问题。实验结果证明,与基于颜色直方图的粒子滤波跟踪算法相比,本算法具有更好的鲁棒性。     

局部模板更新逆向联合稀疏表示目标跟踪算法

逆向联合稀疏表示算法可充分利用跟踪过程中的时间相似性和空间连续性,但由于遮挡、光照变化等的影响,易出现跟踪漂移.为解决上述问题,提出一种基于局部模板更新逆向联合稀疏表示目标跟踪算法,其通过逆向局部重构目标模板集完成逆向联合稀疏表示.首先,在首帧初始化目标模板集,利用粒子滤波获取候选图像,并对其分块处理,构建逆向联合稀疏...     

基于改进模板匹配的目标跟踪算法

基于模板匹配的目标跟踪应用中,常见的一个问题是相似性度量值受噪声影响较大.为解决这个问题,提出了一种新的相似度量方法.通过采用距离加权、模板更新以及局部匹配的方法,提高了在不同光照条件及变形情况下跟踪算法的鲁棒性.对原算法和改进算法进行了对比实验,结果表明改进后的算法在存在严重遮挡的情况下,仍能准确地跟踪到运动目标.将mean-shift跟踪、基于子空间分解的粒子滤波跟踪及基于改进的模板匹配跟踪进行了比较,实验结果表明改进后的算法实现简单,跟踪性能与其他两种跟踪算法相近.     

基于自适应特征融合的粒子滤波目标跟踪算法

提出了一种基于自适应特征融合的粒子滤波跟踪算法,用于解决传统的粒子滤波跟踪方法在复杂背景下容易跟踪失败的问题。该算法选取颜色特征和边缘特征来描述目标,并通过粒子滤波进行特征融合,根据可靠性因子调整各特征的权值系数;在跟踪过程中,随着目标自身形变,自适应更新目标模板。实验结果表明,在复杂背景下以及受到遮挡时,本算法能够准确稳健地跟踪目标。     

粒子滤波目标跟踪算法综述

随着人工智能科学的发展,目标跟踪成为中外学者研究的热点,近年来很多目标跟踪算法相继被提出,其中,经典的卡尔曼滤波算法常被用于目标跟踪领域。然而,在实际情况中,目标跟踪过程常涉及到非线性非高斯问题,由于粒子滤波算法在非线性非高斯系统中有较好的性能,因此将其引入目标跟踪研究领域。针对粒子滤波算法存在的跟踪精度差、实时性不高等问题,近年来国内外学者提出很多改进方法。从特征融合、算法融合和自适应粒子滤波三个方面介绍了相关改进方法的基本思想,展望了粒子滤波算法在目标跟踪领域的发展方向。     

基于Camshift算法的光笔投射点的实时跟踪

为实现对光笔投射点的实时跟踪,采用了Camshift跟踪算法,但是该算法在动态复杂背景及在颜色相似的背景区域中不能很好地进行跟踪。因此,提出了改进方法。首先,引入红色滤镜,以此改变Camshift算法颜色特征提取的效果,从而削弱了背景的影响,突出了目标,很好地克服了背景中的颜色干扰,使动态复杂背景下光笔投射点的跟踪具有较高的鲁棒性和实时性;然后通过改变区域选择方式,达到了自动跟踪的效果;最后,通过OpenCV实现了对光笔投射点的实时跟踪。实验结果表明,该方法在光笔投射点实时跟踪上是十分有效的。     

WMSN目标跟踪的改进粒子滤波算法

分析了无线移动传感器网络中目标的跟踪原理,研究了基本粒子滤波算法的主要技术。对基本粒子滤波的重要性函数和重采样技术进行改进后,给出了一种提高基本粒子滤波算法跟踪精度的方法。通过仿真比较可以看出改进粒子滤波算法有较好的跟踪精度。在无线移动传感器网络中强调跟踪精度的场合,改进的粒子滤波算法会有更好的跟踪效果。     

基于预测和粒子滤波的运动目标跟踪算法

本文提出了一种改进的基于预测和粒子滤波的运动目标跟踪算法,在预测算法的基础上,结合GVF-SNAKE理论和粒子滤波器,实现了对运动目标的准确跟踪。本算法首先根据预测算法得到目标初始预测轮廓,把初始预测轮廓上的每个蛇点作为一个目标,利用粒子滤波算法对各蛇点分别进行预测,得到各蛇点的最终预测轮廓,从而实现了运动目标的准确跟踪。实验结果表明,本文算法能够对运动目标进行准确的跟踪,并具有较强的抗遮挡能力。     

Efficient estimation of hybrid systems with applications to tracking

Particle filtering has been recognised as a superior alternative to the traditional estimation methods as it is applicable to nonlinear/non-Gaussian system. A central issue in real-time applications of particle filtering is its high computational cost. This problem is compounded when it is used in hybrid system estimation. A new particle filtering method for nonlinear/non-Gaussian hybrid system estimation is proposed in this article. The new method integrates the high-accuracy interacting multiple model particle filtering algorithm with the computationally efficient observation and transition-based most likely modes tracking particle filtering algorithm to get high-accuracy estimation with reduced computational load. The algorithm is applied to a manoeuvring target tracking application to demonstrate its efficiency.     

自适应粒子滤波在人体跟踪过程中的应用

人体运动跟踪技术近年来在图像处理与计算机视觉领域引起很多关注,在当前一些重要研究和应用领域有着广泛的需求。在以往跟踪方法的基础上提出了基于决策规则的自适应粒子滤波的无标记运动目标跟踪方法。利用一个带外观模板的人体关节模型,通过学习得到运动模型及基于关节模型的相似性计算,巧妙地利用自适应粒子滤波对运动目标进行实时跟踪,使得在粒子滤波过程中,可以根据实际滤波情况在线调节粒子数。实验表明,提出的算法鲁棒性好,跟踪速度比基于传统粒子滤波的快。     

基于核函数粒子滤波和多特征自适应融合的目标跟踪

经典粒子滤波及其改进算法在观测模型与真实情况存在偏差时会导致滤波发散,针对这一问题,提出一种核函数粒子滤波算法.该算法根据目标状态与粒子状态之间的距离,利用核函数产生权值对粒子进行二次加权,根据粒子的二次加权结果进行粒子重采样;以改进的粒子滤波算法为框架,提出了一种自适应多特征融合目标跟踪方法,利用相似性度量动态地评价特征对目标与背景的区分能力,并自适应地计算特征融合权重,以适应目标跟踪过程中目标与背景的变化,提高目标跟踪的鲁棒性.实验结果表明,文中提出的目标跟踪方法比经典粒子滤波目标跟踪方法具有更强的抗干扰性能和较高的跟踪精度.     

Rao-Blackwellized粒子势均衡多目标多伯努利滤波器

由于多伯努利滤波器直接近似递推了多目标状态的后验概率密度,使得多目标跟踪问题在基于随机有限集理论框架下的求解及目标状态的估计显得更为直观.本文针对一个状态可分解(线性/非线性)的状态空间模型,分析基于Rao-Blackwell定理的滤波估计方法,结合噪声的去相关构造线性状态的滤波方程.文中详细推导并提出Rao-Blackwellized粒子势均衡多目标多伯努利滤波器的一般实现形式,包括给出多伯努利非线性状态粒子滤波的实现形式,并结合非线性滤波结果给出多伯努利线性状态的递推滤波公式.本文提出的滤波器实现方法能够在更低维的状态空间上进行采样,滤波器的整体跟踪性能得到提高.多目标跟踪的仿真实验结果验证了该算法的有效性.     

Pencil-like sketch rendering of 3D scenes using trajectory planning and dynamic tracking

Objective: We present a new non-photorealistic rendering method to render 3D scenes in the form of pencil-like sketches.Methods: This work is based on the observation that the dynamic feedback mechanism involving the human visual system and the motor control of the hand collectively generates the visual characteristics unique to hand-drawn sketches. At the heart of our approach is a trajectory planning and tracking algorithm that generate the sketch in multiple layers using a dynamic pen model. On each layer, a set of target strokes are generated from the silhouette lines, edges, and shaded regions which serve as the target trajectory for a closed-loop dynamic pen model. The pen model then produces the rendered sketch, whose characteristics can be adjusted with a set of trajectory and tracking parameters. This process continues in several layers until the tonal difference between the sketch and the original 3D render is minimized.Results: We demonstrate our approach with examples that are created by controlling the parameters of our sketch rendering algorithms.Conclusion: The examples not only show typical sketching artifacts that are common to human-drawn sketches but also demonstrate that it is capable of producing multiple sketching styles.     

Rao-Blackwellized particle filter for multiple target tracking

In this article we propose a new Rao-Blackwellized particle filtering based algorithm for tracking an unknown number of targets. The algorithm is based on formulating probabilistic stochastic process models for target states, data associations, and birth and death processes. The tracking of these stochastic processes is implemented using sequential Monte Carlo sampling or particle filtering, and the efficiency of the Monte Carlo sampling is improved by using Rao-Blackwellization.