基于SIFT特征和模板更新的粒子滤波目标跟踪算法

传统的粒子滤波算法利用目标的颜色特征对粒子权值进行更新,当背景与目标的颜色分布相似或者目标被遮挡时,易发生误跟踪。尺度不变特征具有较高的独特性,但是仅使用SIFT特征不足以对小目标进行描述。针对这两种情况,提出一种利用SIFT特征和颜色特征建立目标模型,结合粒子滤波实现目标跟踪的新方法。为了防止目标模板的误更新,根据当前帧跟踪结果与SIFT目标模板中特征点的匹配数目决定是否对颜色目标模板进行更新。实验结果表明,当目标被遮挡或者位于有相似颜色的杂乱背景时,提出的方法能有效提高跟踪的精确度。     

基于自适应分块的视频目标跟踪方法研究*

针对目标跟踪中的遮挡问题,提出了一种基于颜色特征的自适应跟踪算法。该算法利用模糊K均值聚类将目标自适应分块,采用单调递减的核函数对子块进行加权,目标模型的更新只需更新子块的颜色均值,计算量小。在跟踪过程采用目标整体匹配的方法,结合设计的自适应Kalman滤波器,有效地解决了跟踪过程中的目标遮挡问题。实验结果表明,新算法能够实现目标的准确跟踪。     

基于部分背景加权更新的均值漂移跟踪算法

为了解决均值漂移跟踪算法中背景对目标定位的扰动, 提出了一种基于颜色和纹理混合特征以及采用背景加权更新的改进算法。改进算法先将原始视频序列RGB帧图像转换为HSV颜色空间表示, 然后分别在H、S通道上提取颜色特征, 在V通道上用LBP描述符提取纹理特征, 在此基础上为目标区域和背景区域建立三维颜色纹理混合直方图作为其描述符; 在对象的跟踪过程中, 通过巴氏系数选择性地加权更新部分背景信息。实验结果表明, 与基于全部背景更新策略相比, 改进算法充分利用了颜色和纹理特征并加权更新背景信息, 具有更高的可靠性和鲁棒性, 具有更好的计算效率。     

复杂背景下感兴趣运动目标的跟踪算法

针对由于复杂背景的干扰而导致不能准确跟踪感兴趣运动目标的问题,提出一种基于多特征自适应融合的粒子滤波跟踪算法。首先在HSV颜色空间中得到感兴趣运动目标的加权颜色分布模型,然后利用不变矩特征来消除背景中相似颜色物体和光照变化的干扰,两种特征通过自适应调整权重来更新粒子权值而融合于粒子滤波算法中,从而能够准确和稳定地跟踪运动目标。实验证明,该算法在运动目标平移、姿态变化、遮挡、光照变化及相似颜色干扰等复杂背景下都能够准确地进行跟踪,对背景干扰具有很强的鲁棒性。     

基于空间直方图的粒子滤波目标跟踪算法

空间直方图融合了目标的颜色信息和颜色的空间分布信息,比传统的颜色直方图更具有目标鉴别能力。在基于粒子滤波算法的目标跟踪系统框架中,采用简单的随机漂移模型表示系统状态模型,通过空间直方图的相似度定义来建立系统观测概率模型,提出一种基于空间直方图的粒子滤波目标跟踪算法。实验结果表明,相比传统的基于颜色直方图的粒子滤波算法,提出的算法具有更好的鲁棒性。     

一种改进的基于颜色直方图的实时目标跟踪算法

基于颜色直方图的目标跟踪算法主要是利用彩色图像的颜色直方图信息,在获得颜色直方图水平投影和垂直投影的基础上,综合考虑运动预测和帧间的相似性,确定目标的位置,并结合模板更新的思想不断自适应地调整被跟踪目标的模板,从而实现对目标的跟踪,本文提出了的算法在原有的基于颜色直方图的目标跟踪算法的基础上,进行了两个方面的改进：（1）提出一种改进的直方图定义,使本算法能更好地实现小且目标物体的跟踪;（2）采用双模板更新与匹配的方法,使本算法对突变情况具有更强的鲁棒性。实验证明,本算法在保证跟踪准确度的同时,可以满足实时跟踪的要求。     

一种结合ORB特征匹配的均值漂移目标跟踪算法

针对传统的mean-shift跟踪算法基于单一颜色特征空间,在复杂背景下难以对目标进行准确跟踪这问题,提出了一种结合ORB特征匹配的mean-shift目标跟踪算法。该算法在mean-shift算法的基础上利用改进的ORB特征匹配算法修正目标跟踪窗口并实时更新目标特征模板,通过计算前后两帧图像中目标中心的欧式距离与色彩模板的巴氏距离来判定跟踪是否失败,当目标跟踪失败时,不改变目标模板,继续搜索下一帧图像中的目标。实验结果表明,与均值漂移算法和基于其他同类特征的改进算法相比,该算法提高了在复杂背景下目标跟踪的精度,并能满足实时性要求。     

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。     

基于相关滤波的长期跟踪算法

针对目标遮挡导致跟踪失败的问题,在核相关滤波器(KCF)的基础上,提出目标重检测的长期跟踪算法.将方向梯度直方图特征与亮度颜色空间(LAB)颜色信息融合,建立目标外观模型,并增加尺度估计对应目标尺度的改变.通过引入峰值比控制重检测模块的启动,提取Harris角点重新学习新的模型,对目标进行持续跟踪,并控制模型更新速率.在OTB数据集上的对比实验表明,文中算法跟踪精度较高,适用于遮挡情况下的目标长期跟踪.     

空间相关背景加权直方图均值漂移目标跟踪

针对传统的基于直方图的均值漂移跟踪算法, 当目标出现于复杂跟踪条件时, 因无法显著区分颜色相近的目标或背景而导致跟踪失败的问题, 提出一种基于空间相关背景加权直方图的均值漂移跟踪算法, 并给出了推导过程. 实验结果表明, 该算法通过在目标模型中减少背景显著特征来增强目标定位, 能在遮挡、光照变化等复杂情况下实现有效的目标跟踪, 改善了传统均值漂移算法中模板不能及时更新等方面的局限性.

     

基于改进Camshift算法的视频对象跟踪方法

针对Camshift算法限于简单背景下跟踪特定颜色目标的局限性,提出一种改进的Camshift算法.首先在HSV色彩空间建立目标的背景加权三维直方图,将视频图像转化成颜色概率图,然后结合颜色概率分布图与差分图像,根据目标运动速率大小自适应的赋予两者不同的权重,实现了复杂背景下的目标跟踪.实验结果表明,该方法是十分有效的.     

基于空间边缘方向直方图的Mean Shift跟踪算法

传统的基于色彩直方图或空间色彩直方图的Mean Shift跟踪算法,在诸如跟踪目标出现尺度变化的复杂条件下,无法得到准确的跟踪结果。这是因为色彩直方图或空间色彩直方图无法显著区分颜色相近的目标和背景。鉴于此,提出了一种基于空间边缘方向直方图的Mean Shift跟踪算法,使用空间分布和纹理信息作为匹配信息。实验结果表明,该算法能够有效的处理遮挡、光照变化和尺度缩放等复杂情况,对目标进行准确有效的跟踪,改善了传统方法在尺度缩放等方面的局限性。     

自适应融合角点特征的Camshift目标跟踪

为了能够实时有效地跟踪运动目标,提出了一种新的自适应融合角点特征和颜色特征的Camshift目标跟踪算法。该算法融合了角点的特征不变性,并采用Mean-Shift算法提供的非参数核密度估计的统计思想,计算各特征的概率密度函数,用Bhattacharyya系数作为相似性度量函数,利用相似性度量值之比自适应地融合角点特征和颜色特征,将得到的新的概率密度分布结合Camshift跟踪算法实现目标跟踪。测试结果表明,该算法比传统的Camshift算法跟踪效果更好,更准确。     

A target-based color space for sea target detection

Sea target detection is a vital application for military and navigation purposes. A new supervised clustering method based on the combination of the PSO and FCM techniques is presented for the sea target detection problem. The color components of the target and non-target pixels in the RGB color space are used as features to train the classification algorithm. The new classifier is presented in the form of a new color space which we call the Target-based Color Space (TCS); in fact the RGB color space is converted to this new space through a 3×3 matrix. The Particle Swarm Optimization (PSO) algorithm is then used to search for the optimum weights of the conversion matrix which results in a more discriminating clustering space between the target and non-target pixels. In other words, solving the optimization problem, minimization of the objective function of the FCM clustering technique in linear and quadratic transform domain (with a NP-hard problem in quadratic conversion), is done using the PSO algorithm. The main objective of this work is to demonstrate the efficiency of using just color features, as well as color space conversion in the classification domain. Experimental results show the efficiency of new method in finding sea targets in color images.     

基于两步跟踪算法的海关车辆监控研究*

针对实时性和鲁棒性要求比较高的海关卡口车辆视频监控问题,提出了一种基于改进的均值漂移算法和粒子滤波算法的两步跟踪算法。对海关车辆监控的目标图像采用YCbCr颜色空间建立初始帧目标模型,利用改进后的均值漂移算法找出候选目标,在跟踪相似度小于设定的阈值时再利用改进后的粒子滤波算法进行后续的跟踪。通过实验分析,验证了提出的算法既能保证均值漂移算法跟踪的实时性,也能保证粒子滤波算法跟踪的鲁棒性,具有较好的应用价值。     

类肤色背景下的人脸追踪改进算法

针对人脸追踪过程中,基于目标色彩特征的CamShift(continuously adaptive mean-shift)算法受类肤色背景干扰所导致的搜索框偏移及尺寸异常问题,提出了一种结合肤色分割及追踪监测机制的人脸追踪改进算法。在YCbCr色彩空间的Cb、Cr分量内采用非参数肤色分割模型及SVM(support vector machines)构建特定于当前视频序列的联合肤色分割模型,以由粗至细的方式去除视频帧中类肤色背景。随后,在Cr分量内构建CamShift算法色彩直方图并进行人脸追踪。考虑在追踪过程中,当场景或光照强度改变时易出现的联合肤色分割模型及CamShift算法色彩直方图失效问题,采用拉依达准则（pauta criterion）判断追踪窗口内Cr分量均值的异常,当监测到异常值时即判定当前视频帧人脸追踪失败,使用Adaboost(adaptive boosting)算法构建的人脸检测器进行人脸复检并重构CamShift算法色彩直方图及联合肤色分割模型。在OTB-2015目标追踪数据集中进行测试,实验结果表明,所提算法在类肤色背景下相比原始CamShift算法对人脸目标的...     

基于马尔可夫链的动态多目标快速跟踪

针对目标跟踪过程中常见的碰撞遮挡问题,提出一种视频图像序列的多目标快速跟踪方法。该方法基于卡尔曼算法预测目标位置,采用颜色匹配算法进行前后帧目标的快速匹配,建立马尔可夫链模型并结合目标置信度,判断目标所处的状态,以消除碰撞遮挡现象产生的干扰,实现准确快速的目标跟踪。实验结果表明,该方法能在快速多目标跟踪过程中有效解决目标碰撞、遮挡等问题。     

Object motion tracking using a moving direction estimate and color updates

This paper presents a direction detection and tracking object color update algorithm used to track moving objects that change colors. Different from traditional color-based tracking methods, which use an initial color distribution in order to track objects as long as the object carries the full or partial initial color, this method introduces a color update method used to quickly find the new object color in a new location if the object changes its color partially or completely; the updated color is then used to locate the object. In our algorithm, an initial color pattern is used to track an object using the color. During the tracking, an object’s new location is at first estimated and then used to detect any color change. If the color has changed, a new color pattern is updated based on the changes in the previous color distribution, and then the new color pattern is used to calculate the current location of the object. This algorithm utilizes the property that the movement of an object can be estimated either by using the object’s shadow or by background subtraction. The implementation of our algorithm results in an effective real-time object tracking. The validity of the approach is illustrated by the presentation of experiment results obtained using the methods described in this paper.     

雷达与ACARS数据融合研究

为了更好地利用雷达与ACARS进行空中目标监控,研究了雷达与ACARS的数据融合问题,提出了一种数据融合算法。对雷达与ACARS数据进行坐标变换和时空配准;对二者进行航迹关联,包括空间粗关联、逻辑航迹关联和多义性处理;对关联航迹进行融合。仿真结果表明,该算法可以提高空中目标监控的数据率,识别出雷达中的部分商用和通用航空飞机,得到目标更加详细和准确的信息。