基于多特征自适应融合的均值迁移目标跟踪算法

针对复杂环境下,均值迁移算法只使用 颜色特征跟踪目标鲁棒性差的问题,提出一种多特征自适应融合的MS目标跟踪算法。算法在 跟踪场景的动态变化过程中,通过选择对目标和背景区分能 力强的特征描述目标,建立多特征 融合目标模型,并设置特征重要性权值。给出了多特征融合目标定位公式。通过 动态评估不同特征在不同跟踪场 景中的可靠性,对特征权值进行动态更新以及多特征自适应融合。依据不同特征的权值给出 一种选择性模板更新机制,以减 轻目标模型的漂移。实验结果表明,提出的算法在复杂场景下,具有更高的鲁棒性和跟踪效 率。     

基于分块的多特征融合变尺度目标跟踪算法

为了增强彩色视频中目标外观描述能力和解决跟踪过程中目标尺度变化的问题,提出一种基于分块的多特征融合变尺度目标跟踪算法.设计了一个能处理不同挑战因素下对目标的精确跟踪算法,首先提取HSV分块的颜色直方图特征和PCA-HOG特征并采用多通道线性核函数对两种特征进行融合构建训练样本,然后求解线性岭回归函数获得位置核相关滤波器模型,并以线性核函数来计算候选区域在7个尺度空间上与跟踪目标的响应值,最后利用尺度自适应模板更新模型参数.实验结果表明,提出的算法在彩色视频中不仅能较好地自适应目标尺度的变化,在复杂场景下也具有较强的鲁棒性.     

基于多模板匹配的双模型自适应相关滤波跟踪算法

为有效提升目标跟踪的精确度和实时性,设计了基于多模板匹配的双模型自适应相关滤波跟踪算法。对多模板匹配模型与核相关滤波跟踪模型参数进行初始化处理：多模板匹配模型选取得分函数作为模板与候选样本间匹配准则,通过候选样本得分获取最佳目标,更新多模板后,通过形变多样相似性实现多模板匹配;核相关滤波跟踪模型利用所采集目标样本数据建立循环矩阵,通过训练核化岭回归分类器获取核相关滤波器,并获取响应置信图,再利用响应置信图获取下一帧图像目标位置。通过自适应融合策略获取两个模型所估计目标位置,再采用金字塔尺度估计策略估计目标尺度变化,通过不断更新各模型参数实现目标精准跟踪。实验结果表明,在目标受遮挡或旋转、光照变化等复杂环境下,该算法的中心跟踪误差均低于15 dpi,平均跟踪精确度均高于98%,且目标定位时间低于100 ms,说明该算法在跟踪精确度和实时性上具有明显的应用优势。     

基于关键区域特征匹配的视觉跟踪算法

针对视觉跟踪中目标表观的复杂变化问题,提出了一种基于关键区域特征匹配的鲁棒跟踪算法.首先对目标模板进行初始化并通过滤波预测得到目标候选;然后采用自适应标记分水岭算法对目标模板和目标候选进行分割以提取关键区域,并利用像素的空间和频率分布特性对关键区域进行多重特征描述;最后通过关键区域的特征匹配得到目标模板与目标候选的匹配关系,由此确定最终跟踪结果并进行模板更新.对目标发生尺度、遮挡、旋转、光照、姿态、复杂背景以及运动模糊等变化的视频序列进行了仿真测试.实验结果表明,所提算法能够有效处理目标表观的复杂变化问题,尤其对目标的部分遮挡、光照变化以及复杂背景等具有较强的鲁棒性.     

基于复杂场景下特征融合与估计的目标跟踪算法

针对图像跟踪过程中的背景干扰、光照条件变化与目标特性漂移等问题,提出一种粒子滤波框架下灰度和纹理特征融合与估计的目标跟踪算法.首先建立基于灰度直方图和边缘梯度直方图的特征集合,以增加目标描述的信息量和稳定性;然后在跟踪过程中依据每个特征对目标与背景的区分度赋予其相应的权值,突出贡献较大的特征,并将该加权系数用于目标和候选目标的相似性度量;最后,为了克服复杂场景对单幅图像中特征可信度的影响,将跟踪的连续性引入权值的自适应调整过程,利用当前帧的特征区分度和前一帧的特征权值对当前帧的特征权值进行估计,从而实现特征权值的在线更新.实验结果表明,通过对特征的融合及其权值的在线估计,实现了复杂场景下的稳定目标跟踪.     

基于卷积神经网络的响应自适应跟踪

针对目标跟踪中的遮挡、旋转、快速运动、形变等问题,本文提出基于卷积神经网络的响应自适应跟踪算法。首先,通过卷积神经网络提取目标的多层卷积特征,利用粒子滤波算法获取目标的多模板响应图,自适应学习目标的期望响应;然后通过构造目标函数的对偶形式解决多模板联合优化问题,计算多模板情况下每层卷积特征的最优滤波参数;最后通过相关滤波算法计算多层滤波响应,通过响应加权融合的方式计算最终响应图,以此估计目标位置。本文利用OTB-2013数据集中的方法测试我们提出的算法,实验表明该算法的整体成功率和精确度为0.884和0.915。本文算法在距离准确度、成功率和平均跟踪误差方面均优于传统的相关滤波跟踪算法,有一定研究价值。     

一种新型多特征融合粒子滤波视觉跟踪算法

针对单一视觉信息在动态变化环境下描述目标不够充分、跟踪目标不够稳定的缺点,提出了一种基于粒子滤波框架的新型多特征融合的视觉跟踪算法。采用颜色和形状信息来描述运动模型,通过民主合成策略将两种信息融合在一起,使得跟踪算法能根据当前跟踪形势自适应调整两种信息的权重以期达到最佳的最大似然比,实现信息间的优势互补。在设计粒子滤波跟踪算法时,利用自适应信息融合策略构建似然模型,提高了粒子滤波跟踪算法在复杂场景下的稳健性。实验结果表明,多特征融合跟踪算法不仅能准确、高效地跟踪目标,而且对光照、姿态变化引起的目标表观变化具有良好的鲁棒性。     

基于特征点的多运动目标跟踪

该文针对智能监控的需求,提出基于特征的多运动目标跟踪算法。通过自适应Marr小波核函数背景建模算法,在冗余离散小波域进行多运动目标识别。运动跟踪采用SIFT特征粒子滤波算法,并采用队列链表法记录多运动目标之间的数据关联,在提高识别准确率的同时降低了运算的复杂度。实际测试表明,该算法对于多运动目标识别跟踪具有更优越的实时性和抗遮挡性,在智能监控领域具有较广泛的应用前景。     

结合目标预估计与Mean Shift理论的运动目标跟踪算法

图像的运动包括目标、背景和平台的运动,复杂的运动关系增加了目标跟踪的难度.提出了一种有效的基于Mean Shift理论的运动目标跟踪算法.为提高算法的实时性,对Mean Shift算法的核函数进行了改进,使得加减运算替代乘方和浮点运算,大大提高了运算效率;并通过对迭代权值的改进,强化了初始模板的主要信息,提高了算法跟踪与背景相似目标的能力;采用自动更新模板的策略,克服了目标特征分布发生改变的问题;在此基础上,引入了目标预检测,提出了综合背景差分检测的运动目标跟踪算法,实验表明:该算法在目标被遮挡情况下具有较强的适应性.     

复杂背景下抗遮挡的运动目标跟踪算法

通过对各种跟踪算法的研究,提出了一种适应性较好的目标运动预测与多模板匹配相结合的相关跟踪算法,并给出了模板匹配相关算法中的判断准则、模板更新准则和目标被遮挡判断。实验证明,该方法能够在复杂背景条件下运动目标发生遮挡时进行稳定跟踪。     

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.     

自适应空间异常的目标跟踪

为了解决判别式空间正则项的目标跟踪算法在遮挡、旋转等因素干扰下失跟率较高的问题,该文提出一种自适应空间异常的目标跟踪算法.首先,在目标函数中加入自适应空间正则项,既缓解了边界效应带来的影响,又提高了滤波器对目标和背景区域的分辨能力;其次,根据每一帧的响应值计算验证分数,分析跟踪结果的可信度和异常情况;最后为目标模型和响...     

一种改进的Camshift视频目标跟踪算法

鉴于连续自适应均值漂移(Camshift)算法在光照变化,相似背景颜色干扰及目标遮挡时鲁棒性不高,易造成跟踪错误等问题,提出了一种联合多特征和最大类间方差法的视频运动目标跟踪算法。该算法将色度直方图、梯度方向直方图和LBP纹理特征进行巧妙的融合,构建了一种高效的联合直方图目标外观特征模型,并在Camshift算法中嵌入最大类间方差法,增强目标和背景的区分度。不同场景的视频跟踪结果表明,改进算法有效克服了传统Camshift算法应对光照变化、颜色干扰和目标遮挡的缺点,与同类算法相比,具有更高的准确度和鲁棒性。     

基于改进Camshift算法的NAO机器人目标跟踪

针对Camshift算法应用于NAO机器人目标跟踪过程中,当目标受到相似颜色背景干扰或被物体遮挡时跟踪失败的问题,提出一种基于ORB特征检测和Kalman滤波多算法结合的目标跟踪方法。首先检测目标ORB特征点初始化搜索窗口,然后利用Kalman滤波作为目标运动状态的预测机制,以预测的位置初始化Camshift算法。利用Bhattacharyya距离判断跟踪窗口的收敛性,若受到背景干扰,则利用ORB算法对当前帧中的Kalman预测区域和目标模型进行特征点匹配,重新检测目标在视频帧中的位置。根据Kalman滤波预测目标被物体遮挡后可能的位置来更新预测器参数。实验结果表明,改进的算法能够在相似颜色背景干扰和目标遮挡的复杂环境下,连续稳定地跟踪运动目标。     

复杂地面场景下的红外运动目标跟踪

复杂地面场景下的红外目标易受背景影响并经常出现遮挡情况,难以简单地依靠亮度或梯度信息检测并跟踪目标。根据复杂背景下红外运动目标与背景的速度场差异,提出了利用光流对目标进行跟踪的算法。首先对图像进行配准,保证在随动跟踪时背景的相对静止;然后在目标的跟踪波门内计算改进的Horn-Schunck 光流;最后根据目标的光流特征,优化粒子滤波算法中粒子的转移概率,实现对目标的稳健跟踪。实验结果表明,该跟踪算法能对复杂地面场景下的红外运动目标持续跟踪,并不受目标被短时遮挡的影响。     

基于核密度多伯努利视频多目标跟踪算法

针对复杂环境下数目变化、目标紧邻及尺寸变化的 视频多目标跟踪问题,在多伯努利滤波框架 下,提出一种自适应的变数目视频多目标跟踪算法。算法通过引入核密度背景减除技术,可 以有效抑制 背景干扰;然后融入连续自适应均值漂移(CAMShift)技术,并提出目标紧邻和尺寸变化处理 机制,可 以有效提高算法的自适应性;最后引入粒子标记技术,可以有效实现对视频多目标的轨迹跟 踪。对彩色视频和红外视频序列图像的测试结果表明,本文提出算法可以有效实现对复杂环 境下数目变化的视频多目标自适应跟踪,且具有较好的鲁棒性。     

基于粒子滤波与多特征融合的视频目标跟踪

提出了一种基于粒子滤波和多特征融合的视频目标跟踪方法.以粒子滤波为跟踪框架,根据颜色跟踪中存在的问题提出将颜色与目标运动信息融合,利用融合后的信息确定粒子的权值.利用重采样策略缓解退化现象对粒子滤波的影响.针对2段不同的视频进行了不同算法的仿真与性能的比较,实验结果表明,本文方法在计算量增加不多的情况下大大改善了跟踪的性能与鲁棒性,尤其当目标与背景颜色相近时仍然能够准确地对目标进行跟踪.     

二维联合特征模型的自适应均值漂移目标跟踪

为了提高自适应均值漂移(CamShift)跟踪方法的跟 踪性能,提出了一种利用色度-微分二维联合特征建立目标模型的 改进CamShift跟踪方法。对每个像素8邻域的色度进行差分计算,最大差分值作为该像素的 微分值,用以 描述像素的相对位置信息和图像的细节信息;根据目标模型的色度-微分二维特征联合直方 图,利用反向投 影获得跟踪图像的色度-微分二维特征联合概率分布图,以减少单独特征建立模型时所产生 的冗余信息的干 扰;利用均值平移方法在跟踪窗内实现目标的定位。对目标尺寸的过大更新加以限制,防止 过多背景信息 干扰目标识别的准确性。仿真实验结果表明,本文方法跟踪性能稳定,当目标与背景相似, 或者背景中出现 与目标相似的干扰区域时,都能实现目标的有效跟踪,提高了CamShift跟踪方法的适 用性,单帧图 像的处理时间小于30ms,满足跟踪系统实时性的设计要求。