融合颜色直方图响应的时空上下文跟踪算法

时空上下文(STC)跟踪算法在特征表达、尺度自适应策略等方面存在缺陷,当出现目标突然形变、局部遮挡或尺度变化等情况时,跟踪器的性能会严重退化。通过对STC算法进行改进,提出了一种融合颜色直方图响应的时空上下文跟踪算法。基于颜色统计的模型对运动模糊和目标形变等影响因素不敏感,和时空上下文模型具有良好的互补性质,在响应层融合后能够提升算法的鲁棒性。此外,采用基于多尺度金字塔模型的尺度搜索策略替换STC算法中原有的尺度估计策略,进行更精准的自适应尺度估计。在大规模公开数据集上的测试结果表明,本文算法在不同影响因素的复杂环境下展现了更为良好的跟踪性能和适应性,并且平均跟踪速度达到134.2帧/秒。     

抗遮挡与尺度自适应的长时间目标跟踪算法

针对核相关滤波(KCF)目标跟踪算法在目标发生尺度变化和受到遮挡时无法保证对目标长时间跟踪的问题,提出了一种尺度自适应抗遮挡的长时间目标跟踪算法.首先,将方向梯度直方图(HOG)特征和颜色(CN)特征进行融合并增加一个尺度滤波器用于估计目标的尺度;然后,引入平均峰值相关能量指标(APCE)进行遮挡判断,采用SVM分类器重新检测目标被遮挡后的位置;最后,根据平均峰值相关能量和位置滤波器最大相关响应值选择模型更新策略.选取OTB100和UAV123两个数据集进行实验,结果表明,改进算法能有效地解决目标尺度变化和遮挡等问题,实现对目标的长时间稳定跟踪.     

位置-尺度异空间协调的多特征选择相关滤波目标跟踪算法

针对传统相关滤波跟踪算法在目标发生尺度变化和遮挡时容易导致跟踪失败的问题,本文提出位置-尺度异空间协调的多特征选择相关滤波目标跟踪算法。首先,提取目标区域的快速方向梯度直方图特征、颜色空间特征和灰度特征,特征间的不同组合方式构成特征池以加强滤波器的判别性能,将组合得到的特征分别进行相关滤波跟踪;其次,依据每种特征响应的鲁棒性得分,选择分数最高的响应图最大值预测目标位置;然后,转换坐标至对数极坐标中,使用相位相关滤波器进行目标尺度估计;最后,设计一种高置信度模型策略更新模板。在标准数据集TB-50和OTB-2015上的实验结果表明,本文提出的算法在目标发生尺度变化、遮挡、旋转、出视野和背景杂乱等情况下,仍具有较好的跟踪有效性。      

多尺度时空上下文目标跟踪

相关滤波器在视觉目标跟踪中得到了广泛应用,针对复杂场景下目标跟踪容易出现跟踪漂移的问题,以及现有多尺度跟踪算法计算量大的问题,本文提出一种实时的多尺度目标跟踪方法.首先由时空上下文模型输出目标位置置信图完成目标定位,再在尺度空间上训练相关滤波器完成目标尺度估计,最后基于目标位置和尺度提出了一种新的时空上下文模型更新机制,避免了模型更新错误.实验表明:该方法在尺度变化、局部遮挡、目标姿态变化等情况下均能完成鲁棒跟踪,跟踪正确率较原始时空上下文跟踪算法提高了38.4%.     

复杂场景下的自适应相关滤波跟踪算法

针对目标跟踪算法应对遮挡、模糊、尺度变换等挑战时,容易导致漂移和跟踪失败的情况,提出一种复杂场景下的自适应相关滤波跟踪算法。首先,采用所提的多特征互补策略,利用特征训练相应滤波器,根据每个滤波器的响应值动态调整特征的融合权重,完成对目标的位置估计;然后,以估计位置中心构建尺度滤波器,完成目标最优尺度的估计;最后,融合多尺度搜索区域策略,并根据跟踪置信度对跟踪模型选择性进行更新,进一步提升了跟踪器的性能和抗遮挡能力。在OTB2015的74组彩色数据集上进行测试,并对所提算法与近年来先进的相关滤波算法进行对比。所提算法的平均距离精度为0.801,平均重叠精度为0.715,实时跟踪速度为39.24 frame/s。实验结果表明,跟踪器在复杂环境下的表现良好,整体性能优越。     

基于多特征自适应融合的抗遮挡目标跟踪算法

针对目前的目标跟踪算法在目标发生运动模糊或被遮挡等情况下跟踪效果较差,容易出现跟踪失败等情况,本文提出了一种多特征自适应融合的抗遮挡相关滤波跟踪算法。算法首先提取梯度方向直方图特征HOG和颜色直方图特征,以最大化跟踪质量为目标自适应融合两种特征的相关滤波响应;在跟踪的过程中根据响应图的质量存储高质量滤波模板,采用高质量模板和正常更新模板检测响应图的质量差值来检测目标的遮挡情况,当目标遮挡消失的时候,跟踪器的模板回溯到高质量模板来重新跟踪目标。根据在OTB100、UAV123的实验结果,本文算法相对于其他同类型的相关滤波在跟踪精度和成功率方面表现更好,在发生目标遮挡时仍能很好地跟踪。     

融合感知哈希特征的时空上下文目标跟踪算法

文中提出融合感知哈希特征的时空上下文快速目标跟踪算法,在光照剧烈变化和目标被遮挡情况下能准确地跟踪目标。通过感知哈希特征对目标的位置进行评估,避免时空上下文算法在光照剧烈变化的跟踪漂移问题,并通过更新目标哈希值和时空上下文信息来进行下一次迭代。实验结果表明结合目标时空上下文信息的感知哈希跟踪算法与目前主流跟踪算法相比表现出更快的跟踪速度,并且在复杂背景和被遮挡后表现出较好的鲁棒性。     

基于人工鱼群粒子滤波的TLD改进算法

在面对光照变化、部分遮挡、背景杂乱和平面内外旋转等跟踪难点时,跟踪学习检测算法(Tracking-Learning-Detection,TLD)容易产生漂移导致跟踪失败,其跟踪性能还有待提高。在传统TLD算法的基础上,提出一种基于人工鱼群粒子滤波的TLD改进算法。首先使用人工鱼群粒子滤波跟踪器代替金字塔光流跟踪器,将颜色直方图特征和方向梯度直方图特征进行融合,建立目标表观模型,引入图像金字塔多尺度思想进行尺度匹配,提高目标跟踪的稳健性。然后通过粒子滤波过程预测目标区域,将TLD算法检测模块的全局扫描改进为局部扫描,剔除大量非目标区域,提高检测模块的检测效率。实验结果表明:基于人工鱼群粒子滤波的TLD改进算法具有良好的跟踪性能,与传统TLD算法相比,其平均成功率和精准度分别提高了19.04%和28.00%,平均跟踪速度可达33.87FPS,提高了38.78%。     

复杂场景下基于自适应特征融合的目标跟踪算法

为提升复杂场景下目标跟踪的鲁棒性,优化模型运行效率,提出一种基于自适应特征融合的相关滤波跟踪算法。该算法采用方向梯度直方图特征和卷积神经网络来对目标进行信息构建,利用特征响应的峰值旁瓣比和旁瓣值占比自适应地确定融合系数,根据融合响应来预测目标位置。为适应场景的变化,降低光照、背景和目标形变等对跟踪的影响,引入平均峰值相关能量来设计滤波器学习率调整机制,动态地进行模型更新。通过对深度特征提取网络进行轻量化设计,降低特征网络参数,提高跟踪速度。在OTB100通用数据集上进行测试,实验结果表明:文中所提算法有效降低了干扰对目标跟踪的影响,且跟踪精度、成功率和速度整体优于对比算法。     

车载视频下改进的核相关滤波跟踪算法

针对相关滤波跟踪算法在车载视频下由于环境复杂及目标尺度变化等情况下容易跟踪失败的问题,该文提出一种基于背景信息的尺度自适应相关滤波跟踪算法。首先利用背景感知相关滤波跟踪器融合方向梯度直方图特征预测目标下一帧位置,然后根据预测位置选取图像块进行检测,最后结合动态尺度比例金字塔模型对目标进行尺度估计。实验选取了KITTI数据库中23段车载视频和标注国内的4段车载视频进行测试,实验结果表明,该算法能有效降低车载环境的复杂背景、目标尺度变化等因素干扰,整体性能优于KCF, DSST, SAMF, SATPLE等主流相关滤波算法,对车载环境下复杂背景和尺度变化的目标跟踪具有鲁棒性。     

An efficient real-time target tracking algorithm using adaptive feature fusion

Visual-based target tracking is easily influenced by multiple factors, such as background clutter, targets’ fast-moving, illumination variation, object shape change, occlusion, etc. These factors influence the tracking accuracy of a target tracking task. To address this issue, an efficient real-time target tracking method based on a low-dimension adaptive feature fusion is proposed to allow us the simultaneous implementation of the high-accuracy and real-time target tracking. First, the adaptive fusion of a histogram of oriented gradient (HOG) feature and color feature is utilized to improve the tracking accuracy. Second, a convolution dimension reduction method applies to the fusion between the HOG feature and color feature to reduce the over-fitting caused by their high-dimension fusions. Third, an average correlation energy estimation method is used to extract the relative confidence adaptive coefficients to ensure tracking accuracy. We experimentally confirm the proposed method on an OTB100 data set. Compared with nine popular target tracking algorithms, the proposed algorithm gains the highest tracking accuracy and success tracking rate. Compared with the traditional Sum of Template and Pixel-wise LEarners (STAPLE) algorithm, the proposed algorithm can obtain a higher success rate and accuracy, improving by 2.3% and 1.9%, respectively. The experimental results also demonstrate that the proposed algorithm can reach the real-time target tracking with 50+fps. The proposed method paves a more promising way for real-time target tracking tasks under a complex environment, such as appearance deformation, illumination change, motion blur, background, similarity, scale change, and occlusion.     

尺度估计和多特征融合的目标跟踪算法研究

针对核相关滤波器跟踪算法(Kernel Correlation Filter,KCF)在特征提取单一以及尺度估计不足而导致跟踪效果不佳的问题,本文提出了一种多特征融合的尺度自适应核相关滤波目标跟踪算法.首先,使用帧差法将相邻帧图像对应像素值相减得到差分图像;其次,提取差分图像的方向直方图特征,与目标的均一局部二值纹理特...     

融合GMS检测和置信度判别的TLD目标跟踪

针对目标在遮挡、尺度变化等复杂场景下易产生模型漂移问题,基于跟踪学习检测(TLD)框架提出一种结合基于网格的运动统计(GMS)检测和置信度判别的长时目标跟踪算法.首先在跟踪模块中采用快速判别尺度空间的相关滤波器(fDSST)作为跟踪器,利用位置滤波器和尺度滤波器对上一帧目标进行位置与尺度的判别,并依据TLD算法中跟踪模...     

目标遮挡情况下的压缩跟踪算法

针对经典压缩跟踪算法在目标被遮挡时容易导致目标丢失的问题,提出了一种基于目标遮挡情况下的压缩跟踪算法.该方法首先依据分类器的最大响应值判断目标是否被遮挡.若发生遮挡则利用基于颜色直方图特征的粒子滤波算法进行跟踪预测,即将遮挡前提取的目标颜色直方图与粒子的颜色直方图进行相似性比较.为确保目标再现时能及时准确地捕捉其位置,再利用Harris角点特征进一步验证,并将预测的位置作为目标位置继续压缩跟踪.仿真结果表明,该算法能够准确地判断遮挡的发生,平均跟踪成功率较经典的压缩跟踪算法提高了24%,有效提高了跟踪的鲁棒性.     

一种解决遮挡问题的跟踪方法

针对图像跟踪领域中因遮挡产生的漂移问题,提出一种基于直方图比的背景加权的Mean Shift算法和Kalman预测滤波器融合的方法。本文方法通过改进目标模型来优化Bhattacharyya系数值,增大目标正常跟踪状态下和遮挡状态下Bhattacharyya系数的差值,提高遮挡判定的有效性,进而提高遮挡时的跟踪性能。通过实验证明,基于直方图比的背景加权的Mean Shift算法和Kalman预测滤波器融合的方法可有效解决遮挡跟踪问题。     

基于上下文感知和尺度自适应的实时目标跟踪

针对传统核相关滤波视觉目标跟踪算法在快速运动、背景杂波、运动模糊等情况下跟踪精度低且不能处理尺度变化的问题,提出了一种基于上下文感知和尺度自适应的实时目标跟踪算法.该算法在核相关滤波算法框架的基础上,引入了上下文感知和尺度自适应方法,增加了背景信息且能够处理目标的尺度变化.首先,利用融合了fHOG(fusion his...     

基于双步相关滤波的目标跟踪算法

针对目标跟踪中因目标遮挡、目标出视野导致的跟踪失败问题,为提高相关滤波目标跟踪算法的鲁棒性,提出了一种基于双步相关滤波的目标跟踪算法。首先根据方向梯度直方图特征不同单元大小目标表征的特点,提出双步相关滤波目标跟踪框架,在提高目标跟踪精度的同时保证了跟踪速度;然后融合多种目标特征,来获得目标更加全面的特征表征,以提高目标跟踪的鲁棒性;最后提出基于目标跟踪置信度指标的目标模板自适应更新策略,来解决目标遮挡时目标模板被污染的问题。实验在OTB100标准目标跟踪数据集上进行验证,通过与其他跟踪算法进行比较结果表明,该算法与其中最优跟踪算法相比,目标跟踪精度提升6.0%,目标跟踪成功率提升5.5%,平均跟踪速度为27.4 fps,保证了目标跟踪的实时性。实际目标跟踪应用中,在目标严重遮挡等情况下,该算法仍然可以对目标进行稳定精确地跟踪。