基于均值偏移粒子滤波的自适应跟踪

针对视频中运动人体的跟踪,提出了一种基于均值偏移粒子滤波的自适应跟踪算法。该算法首先对所要跟踪的人体目标进行分块,并选择与周围环境颜色相似度最小的块模板作为跟踪区域;然后使用基于均值偏移的粒子滤波方法进行跟踪,并设计了自适应更新块模板尺度的方法;最后在粒子滤波的状态估计阶段后,加入自适应观测模型,根据块模板尺度的变化情况,自适应地选择高斯噪声方差和粒子数目。实验证明,在出现遮挡或人体运动方向改变的情况下,本文算法的跟踪效果比传统均值偏移粒子滤波更好。     

基于局部稀疏表示的模板匹配跟踪算法研究

在目标跟踪过程中,局部稀疏表示跟踪算法(LSRTA)在目标被遮挡面积过大、运动过快或形变量过大等情况下,跟踪过程中会发生目标偏移现象。针对这个问题,在LSRTA算法基础上,融入surf、flann和knn相结合的模板匹配算法,提出了基于局部稀疏表示模板匹配算法(LSRTMTA)以解决目标跟踪偏移问题。在LSRTA算法跟踪过程中,通过不断地计算新模板与当前模板的匹配值来判断是否发生偏移。当目标发生偏移时,停止LSRTA算法的跟踪,通过模板与帧图像之间匹配来重新确定目标位置;当确定目标位置后,再次进行LSRTA算法的跟踪。实验结果表明:该算法不仅保留了LSRTA算法的优点,还具有自动修正目标偏移的功能,改善了跟踪效果,增强了目标跟踪过程的容错性。     

基于核密度估计的前视红外小目标跟踪

针对前视红外图像中小目标较难跟踪的问题,提出了一种基于核密度估计的跟踪方法.融合灰度与局部加权灰度信息熵特征,对目标模板与候选目标区域进行核密度估计,通过均值偏移算法最小化目标候选区域的核密度分布与模板的核密度分布之间的距离来实现跟踪.跟踪过程中,由于受光照、遮挡等因素影响,目标特征可能发生渐变或突变,以Bhattacharyya系数为准则,对目标模板进行自动更新,解决了不能及时更新或过更新引起跟踪失败的问题.实验验证了所提出方法能够对前视红外小目标进行鲁棒的跟踪.     

基于颜色纹理特征的均值漂移目标跟踪算法

针对经典均值漂移跟踪算法采用单一的颜色特征对目标进行跟踪检测存在的不足,提出一种将纹理特征与颜色特征相结合的改进均值漂移目标跟踪算法.该算法首次提出特征联合相似度的概念,通过均值漂移算法联合相似度的最大化计算,正确快速地获取新一帧图像跟踪目标的位置.实验结果表明,该算法具有更高的可靠性,同时满足一般目标跟踪任务的实时性要求.     

基于改进CamShift算法的纱管跟踪方法研究

为了提高对纱管的实时精准跟踪,将Camshift算法应用于纱管分拣喂纱跟踪领域.传统MeanShift算法需要手动选择初始跟踪窗口,纱管分拣喂纱过程中单一颜色特征的跟踪算法很难满足实时跟踪要求.针对此问题,在CamShift跟踪算法基础上加入颜色识别,有效降低了误跟踪现象;加入卡尔曼预测机制,解决自动框选初始跟踪窗口的问题.通过3组对比实验可知:改进后的算法使目标的质心坐标偏差大约维持在4个像素点,验证了改进方法的实时性和精准性.     

基于图像分割和可变窗的联合立体匹配

提出一种基于图像分割和可变窗的联合立体匹配算法。首先对参考图像和目标图像进行图像分割,根据视差在同一色彩分割区域平滑的假设,计算出分割区域的匹配代价;然后由窗口内的匹配误差均值、误差方差、偏向误差确定最佳可变窗并求出其匹配代价;最后综合两类匹配代价通过局部优化方法获得稠密视差图。实验结果表明,该算法能够较好的处理低纹理和深度不连续区域,得到较高匹配精度的同时降低了匹配时间。     

基于SURF和Camshift的目标跟踪算法研究

针对动态的目标跟踪算法Camshift在目标发生短时遮挡或者背景有相似颜色干扰时,可能造成目标跟踪失败的问题,提出了一种基于SURF和Camshift的目标跟踪解决方案。使用搜索窗口颜色概率直方图和目标模板的颜色概率直方图的Hellinger距离判定Camshift算法跟踪结果是否准确,当判定为跟踪失败时,利用SURF快速近似最近邻搜索算法进行特征匹配,解决了传统Camshift算法需要手动确定第一帧搜索窗口,背景颜色干扰及短时遮挡后目标定位的问题。实验结果表明,采用该算法能克服传统的Camshift算法的缺陷,有效地跟踪到目标,具有较好的鲁棒性。     

一种实时人脸跟踪方法

研究了一种实时人脸跟踪方法。针对运动过程中人脸大小、形状都会发生变化的特点,采用直方图非参数密度估计作为人脸模板及人脸候选区域的模式特征,并通过Bhattacharyya系数度量其相似度。在人脸跟踪过程中以均值偏移为核心算法,通过均值偏移矢量的迭代,在局部得到最匹配人脸。最后给出实验结果,验证了跟踪方法具有很好的实时性,并对人脸姿态变化、旋转及被短时遮挡具有较好的鲁棒性。     

基于DM6437的目标跟踪系统设计与实现

将卡尔曼滤波器和均值漂移算法相结合,实现运动目标的实时跟踪.首先采用混合高斯背景模型的方法来进行运动目标的检测,确定运动目标的大小和位置,然后提取运动目标的颜色模型并开始跟踪.在跟踪过程中,先用卡尔曼滤波器对目标在下一帧中的位置进行预测,再用均值漂移法快速迭代得出目标的实际位置,最后更新目标的颜色模型,并开始下一轮跟踪过程.采用高性价比的DM6437芯片设计了运动目标跟踪系统,并对跟踪算法进行了优化.实验结果表明,该系统具有较好的实时性和准确性.     

基于均值漂移的快速模板匹配算法

提出了一种基于均值漂移和模板匹配的目标跟踪算法。算法工作时分为预测、模板匹配与目标定位及模板更新3个阶段。在预测阶段,结合上一帧跟踪得到的目标位置,利用均值漂移方法对目标位置进行预测,并以预测位置为中心、以相应的大小为覆盖范围定义模板匹配的搜索波门;在模板匹配阶段,采用快速模板匹配算法,将目标模板与搜索波门进行由粗到精的快速匹配,并计算所得匹配结果与目标模板的匹配程度,如果该匹配度大于给定的阈值,则将快速模板匹配的结果作为当前帧图像的跟踪结果,否则,以均值漂移算法预测的目标位置作为当前帧图像的跟踪结果,最后由当前帧的跟踪结果控制模板更新过程以更新目标的模板,最终完成对目标的稳定跟踪。同时该算法结合颜色和边缘特征对旋转、变形不敏感的优点提高跟踪的鲁棒性。该方法运算速度快,准确度高,能够满足实时性要求。     

基于DM6437-355的目标跟踪系统的研究

本文基于DM6437-355开发板结合OpenCV与VC技术,设计出双跟踪算法的目标跟踪系统。本系统将形心跟踪算法和重心跟踪算法这两种算法同时设置其中,形心跟踪算法是以阈值分割图像预处理为基础的改进方法,重心跟踪算法则提出为每个采样点设置不同的权值I（x,y）,再来求取重心坐标的改进方法。这两种算法对于在目标跟踪的过程中出现的由于跟踪目标发生翻转、形变或是目标被部分遮挡而导致跟踪目标丢失现象的避免有了明显的提高。根据不同的情况要求选择不同的跟踪算法,加强了在复杂多变的实际环境中目标跟踪的效果。     

动态和噪声环境下伪码和载波联合测距算法研究

在分析伪码和载波跟踪环性能的基础上,给出了跟踪环路的最优带宽.根据实时估计的信噪比动态的更新环路带宽,减小噪声带来的跟踪误差.针对载体的动态性利用AFC算法快速得到多普勒频率,并利用载波辅助伪码跟踪环路,可以在较窄的环路带宽下跟踪高动态的扩频信号,从而可以很好地抑制宽带噪声,提高跟踪精度.理论分析和仿真表明,该方法能有效改善环路的动态性能和跟踪精度,满足系统要求.     

Two-level searching tracking algorithm based on fast Fourier transform

In order to solve the problems of appearance change, scale and rotation change in the visual tracking, a two-level searching tracking algorithm based on Fast Fourier Transform(FFT)is proposed. It achieves two-level searching by establishing the object's kernel ridge regression model in the Cartesian coordinates and log-polar coordinates, respectively, and the efficiency can be improved by transforming the operation into the frequency domain based on FFT. First, the kernel ridge regression model is constructed in the Cartesian coordinate and the object's center position is obtained by the exhaustive search method based on the circular structure matrix. Then, it transforms the object area to the log-polar coordinates and searches the shift using the kernel ridge regression model in the log-polar coordinates. Finally, the object's state is calculated according to the searching results and the object's model is updated. Experimental results indicate that the proposed algorithm not only can obtain a distinct improvement in coping with the appearance change, scale and rotation change, but also have a high tracking efficiency.     

机动目标跟踪的分布式MIMO雷达资源分配算法

在分布式多输入多输出雷达平台下,将发射功率和信号带宽联合优化分配,目的是在资源有限的情况下提高机动目标的跟踪精度.该方法首先推导了机动目标跟踪误差的贝叶斯克拉美罗下界,然后以最小化贝叶斯克拉美罗下界为目标,建立了包含发射功率和带宽两个优化变量的代价函数,并用循环最小化算法结合凸松弛和凸优化进行求解.仿真结果表明,该算法能明显提高机动目标的跟踪精度.     

一种高效的图像细化算法在焊缝跟踪中的应用

针对焊缝跟踪图像处理的特点，研究了二值化后的图像如何进一步细化的方法；采用先对焊缝的边缘进行提取，然后从垂直于焊缝的方向进行扫描的方法，取两条边缘的中点，即是焊缝的骨架；结果表明：此算法能准确地对一幅二值图细化，满足焊缝跟踪中图像处理的要求；这种算法的突出特点是计算量小，处理速度快，非常适合于焊缝的实时处理跟踪，而且不用改写算法，既适合于黑色背景白色图像，也适合于白色背景黑色图像.本算法通过推导得到四条处理准则，在遵循这几条处理准则的基础上逐点扫描图像，按照准则来确定目标点的删除与保留，达到细化的最终目的.     

一种基于背景加权直方图的Mean-Shift跟踪算法

经典的Mean-Shift算法以颜色直方图为特征进行跟踪,但在视频目标跟踪中没有有效地利用跟踪目标的空间信息,因而当目标快速移动时,目标极易丢失。针对这一问题,提出了一种基于距离目标形心加权直方图的Mean-Shift跟踪算法。距离目标形心加权直方图可有效利用目标在图像中的位置信息,从而能实现复杂背景下的目标跟踪。并分别用改进的基于距离目标形心加权直方图的Mean-Shift跟踪算法和经典的Mean-Shift跟踪算法,对快速运动的目标进行跟踪实验。结果表明,改进的基于距离目标形心加权直方图的Mean-Shift跟踪算法,具有较强的鲁棒性和实时性,能有效实现复杂场景下的目标实时跟踪。     

基于改进SSD模型和自适应滤波算法的水面漂浮物目标检测跟踪方法

水面漂浮物严重破坏河道景观和水生态环境,通过摄像头实施河湖可视化监管以改善河湖面貌,已成为积极落实“河湖长制”政策的重要技术手段。但由于河流环境复杂多样,存在水波扰动、动态光影和强光反射等诸多噪声问题,现有方法难以满足水面漂浮物实际管理需求。本文结合单帧检测与多帧滤波,提出了一种基于深度学习的水面漂浮物目标智能检测跟踪方法。在单帧检测中,删除5*5及以下低分辨率特征图,通过特征求和方式增强76*76高分辨率特征图以提升SSD检测算法在小尺度漂浮物目标的检测精度;在多帧滤波中,基于时空相关性和运动信息构建自适应滤波AF算法框架,计算视频帧中帧与帧之间的关联性,根据漂浮物目标的空间位置的变化幅度自适应删除偏离运动轨迹的漂浮物目标检测结果,以降低漂浮物跟踪漂移;在信息融合阶段,通过特征对比融合检测和滤波信息,实现检测信息和跟踪信息动态互补,并以不同检测跟踪场景数据集进行训练与验证。结果表明：在简单水面场景下中心位置误差为8个像素点时该方法的检测跟踪精度达到100%,成功率面积为0.94,平均速度达到17.27FPS,计算复杂度为7.18Billion;在复杂水面场景下中心位置误差为10个像素点时该方法的跟踪精度和成功率面积分别为93.24%和0.81,平均速度和计算复杂度分别为15.02FPS和8.76Billion,在复杂环境下兼顾了检测跟踪精度和效率。     

Optimization of the carrier tracking loop for GPS high dynamic receivers

A carrier tracking loop which can adjust the loop parameters adaptively is proposed for high dynamic application.Three modules,called theα-β-γfilter model,adaptive loop structure model and adaptive loop bandwidth model respectively,are added in the presented tracking loop compared with the traditional carrier tracking loop based on the second-order frequency lock loop(FLL)assisting third-order phase lock loop(PLL)loop filter.And the optimization methods for the tracking bandwidth and the carrier loop order are analyzed.The real-time estimation methods of the dynamic parameters,the velocity,acceleration and jerk along the line of sight(LOS)between the satellite and the receiver's antenna,and the measurement parameters are discussed based on the presentedα-β-γfilter algorithm.A method is introduced to improve the filter's dynamic response to meet high dynamic application by self-adjustedα-βγfilter coefficient used in the tracking loop.The performance of three cases with different carrier tracking loop is compared by simulation.     

卫星光通信高速精确跟踪瞄准实现技术

为了实现卫星光通信高速精确的跟踪瞄准,利用模块化思想设计,设计了一套采用目前先进的DSP技术的嵌入式系统,实现卫星光通信精确跟踪瞄准中快速图像跟瞄控制.该系统以TI公司高性能DSP芯片TMS320C6713B为图像实时处理单元,利用复杂可编程逻辑器件(CPLD)和现场可编程门阵列(FPGA)分别对由图像传感器CCD采集的图像数据进行实时采集和显示.在该平台上,运用最大类间方差法求得最佳图像分割阈值,将图像分割后利用质心算法精确计算光斑形心坐标;根据目标的真实运动轨迹对光斑运动趋势进行估计,使系统工作于预测跟踪状态,保证了卫星光通信跟瞄控制的响应带宽要求.实验结果表明,当CCD的视阈为100×100时,系统图像处理速度可以达到625帧/s.     

多技术融合的Mean-Shift目标跟踪算法

在研究经典算法的基础上,提出了一种多技术融合的Mean-Shift目标跟踪算法,有效地解决了经典Mean-Shift跟踪算法存在的缺陷。通过Kalman算法预测估计目标的中心位置,通过分块颜色直方图提取目标区域的空间信息进行,同时采用背景加权和核加权相结合的方式抑制背景像素对目标的干扰。在多个视频数据上的试验结果表明,研究方法有效地克服了经典的Mean-Shift目标跟踪算法对遮挡、背景像素敏感的问题,在复杂环境的背景下对运动目标跟踪更加准确。