基于块的Mean-shift跟踪算法

针对传统Mean-shift跟踪算法在目标发生遮挡和形态变化时跟踪性能下降的缺点,提出了一种基于块的Mean-shift跟踪算法,该算法主要特点有：(1)将跟踪目标平均分块,每小块独立进行传统Mean-shift跟踪,利用小块跟踪未被遮挡的目标部分;(2)跟踪检测器检测目标小块跟踪的有效性,筛选出无效跟踪的目标小块,解决了目标分块造成跟踪性能下降的问题;(3)归一化互相关检测器和邻域一致检测增加了对目标空间信息的检测,弥补了Mean-shift算法的局限性,增加了跟踪的鲁棒性。实验表明,该算法在目标发生遮挡和形态变化时仍然可以有效的实现跟踪。     

先验采样约束结合扩展字典的细化稀疏识别算法

为解决可能存在遮挡环境下的模式识别问题,提出先验采样约束结合扩展遮挡字典的细化稀疏识别算法。针对训练样本无法包含测试样本遮挡变化的情况,首先需要构造遮挡字典（墨镜、围巾等）,进而利用先验局部采样子模块稀疏表示分类原理判断可能存在的测试样本遮挡模式;然后对未被遮挡的局部子模块利用Borda计数投票方式,依据每类残差大小分配给不同的票数,计算样本类别信息;其次根据遮挡模式结果,利用全局稀疏表示通过构造样本遮挡扩展字典对测试样本进行全局分类投票;最后将两次分类投票结果进行融合,最终实现是否存在遮挡环境下的精细模式判别。实验结果表明,本文算法不仅能够给出准确的模式类别,还能给出遮挡类别信息,可得到精细化识别结果。      

一种改进型的粒子滤波器

针对复杂背景条件下图像序列中跟踪运动目标的问题,提出一种改进的粒子滤波图像跟踪算法,该算法利用遗传算法的研究成果,采用选择、交叉、变异等步骤实现对粒子的重采样,解决了粒子滤波器所面临的粒子退化和匮乏问题.由于该算法利用了遗传算法的全局寻优特性,因此该算法具有较强的稳健性.同时,粒子滤波可实现非线性非高斯状态空间模型的最优估计,将该粒子滤波用于目标跟踪,具有较好的过遮挡能力.实验结果表明,该算法状态估计性能好,能够很好地实现复杂图像序列中的目标跟踪.     

基于背景感知的相关滤波抗遮挡优化算法

针对相关滤波目标跟踪中由于目标遮挡、出视野引起的跟踪失败等问题,以背景感知相关滤波(background aware correlation filters, BACF)算法为基础,提出一种抗遮挡优化算法。首先特征提取部分融合方向梯度直方图(histogram of oriented gradient, HOG)特征与颜色名称(color name, CN)特征;其次提出层级遮挡优化算法,在目标跟踪过程中根据平均峰值相关能量(average peak to correlation energy,APCE)和最大响应峰值判断目标外观是否发生较大变化,并通过巴氏距离进一步计算目标相邻滤波器模板特征相似程度,以此判断造成目标外观变化的真正原因,进而决定是否更新模板;针对目标出视野问题,提出模板筛查策略,跟踪过程中每隔K帧对滤波器模板进行置信度考查,若目标丢失,则生成新的模板并对目标进行全局搜索重新抓取目标。通过在目标跟踪数据集OTB2015上测试,优化算法精确度与成功率分别为83.0%与78.8%,有效提高了算法性能。     

一种引入预测机制的时空上下文跟踪算法

针对时空上下文(STC)算法在抗遮挡目标跟踪中的不足,提出使用上下文模型相似度作为判别遮挡的条件和改进上下文模型更新方程的修正系数,同时采用预测算法修正搜索区域,构建了一种基于时空上下文跟踪的抗遮挡目标跟踪算法,并通过标准目标跟踪视频库对原算法和改进后算法的跟踪性能进行仿真和对比。实验证明,在原算法的基础上提高了抗遮挡跟踪的鲁棒性,在一些图像序列中跟踪成功率的提高最高可达30%。     

严重遮挡非视距环境下的三维定位方法

在严重遮挡非视距环境中,由于定位源与未知节点之间被障碍物遮挡而无法检测直射路径,极大地制约了无线定位方法的应用。提出一种能够规避直射路径遮挡现象的三维定位框架,利用单次反射路径和方位信息,论证了定位源、未知节点和散射体的三维空间位置关系,提出了基于最小二乘准则的空间位置优化算法,并推导出空间位置的求解方法。同时对定位算法进行均方根误差（RMSE, root mean-square error）的理论分析。通过蒙特卡罗仿真实验分析了三维定位框架中距离和方位偏差对算法性能的影响,仿真结果与算法的RMSE理论结果相符,说明了三维非视距定位算法的有效性。     

Mean Shift算法和粒子滤波相结合的运动目标视频跟踪技术

基于帧间视频图像的运动目标跟踪技术,已经成为计算机视觉领域的一个研究热点,在很多领域被越来越广泛使用,特别在航空航天、医药卫生、国防建设以及国民经济的实用性逐渐被人们重视,具有良好的发展前景。文章结合Mean Shift算法、粒子滤波算法两种算法的优缺点,提出了将Mean Shift算法与粒子滤波算法相结合,利用Mean Shift算法的聚类作用,将粒子样本收敛在更接近目标的真实位置的区域,满足鲁棒性、实时性和抗遮挡的要求,能够应用于高实时性的视频图像处理领域。     

道路约束在Kalman滤波中的应用

研究把道路约束引入Kalman滤波的新方法,分析了道路对过程噪声和目标速度的约束,给出了道路约束条件下目标的运动方程以及过程噪声方差调整的方法;将道路对目标速度的约束以伪测量的形式引入测量方程并给出了对应的滤波方程。两个不同场景的蒙特卡罗仿真结果验证了上述新算法带来的性能改善。     

X射线管灯丝参数及其温度分布计算的研究

X射线管的焦点尺寸、功率和寿命是评价X射线管性能的主要技术指标,这些参数主要取决于灯丝的参数设计和工作时的温度分布。首先根据X射线管灯丝的典型电压、最大工作电流以及最大管电流的设计要求,利用灯丝热辐射表面积与热电子发射表面积相等的方法,推导了X射线管灯丝直径和长度参数的计算公式,同时可以获得灯丝的最高平均工作温度;再结合傅里叶导热微分方程,提出等间隔温度迭代的方法从灯丝两端开始计算温度,并引入螺旋遮挡系数δ进行修正,研究了灯丝在不同灯丝电压下的温度分布以及热电子发射分布。实验测量了X射线管在不同灯丝电压下的灯丝电流和管电流,用测量的灯丝电流计算灯丝温度分布,通过热电子发射电流公式转换为管电流,最后与实验测量的管电流值进行比较,结果表明两者变化趋势一致,最大误差小于±7.7%。     

改进的粒子滤波人体目标跟踪算法

针对现有基于粒子滤波(PF)的行人目标跟踪算法跟踪精度不高、速度慢以及遮挡鲁棒性不好的问题,提出一种结合支持向量机(SVM)检测的改进跟踪算法。在跟踪的置信度小于阈值时进行行人跟踪目标的再检测,以校正跟踪位置。对粒子群优化(PSO)算法在优化时可能陷入局部解的现状,进行混沌粒子优化(CPSO)寻优全局解。实验结果表明,提出的算法在一定的粒子数目前提下精度优于其他基于粒子滤波的行人目标跟踪算法,有效降低PF所需粒子数,算法可实时跟踪。