基于交叉熵稀疏表示的鲁棒视觉跟踪算法

为研究复杂视频环境下目标的有效跟踪问题,在粒子滤波框架下,提出了利用稀疏表示的方法学习有效外观模型的鲁棒视觉跟踪算法.与经典的稀疏跟踪器不同,该方法通过给跟踪目标中被遮挡的像素和奇异值分配较低权值,而给目标像素分配较高权值,有效地解决了跟踪过程遮挡、阴影和噪声问题.为了进一步提高跟踪器的性能,对目标模板集实现动态更新.使用EMD度量了模板集和候选目标的相似性,可进一步改善遮挡问题.将本文提出的算法在复杂的视频序列上与5中流行的跟踪器进行了比较,实验表明,本文提出的算法在性能、精度及鲁棒性方面都显示了优越性.     

基于ICT算法的复杂状态目标实时跟踪

针对压缩跟踪(CT)算法不能解决跟踪目标形变、被遮挡、光照变化等问题,提出改进的压缩跟踪(ICT)算法.采用卡尔曼预测下一帧中的目标状态,从而减小搜索域,并在目标被遮挡时估计运动轨迹;采用定向二进制特征(ORB)匹配算法,跟踪形变目标和判断目标是否被遮挡;采用ORB匹配跟踪、CT检测和贝叶斯学习相结合的方法,融合ORB匹配跟踪和CT检测,输出最优结果,减弱光照变化的影响,提高跟踪帧率的同时增强鲁棒性.实验结果表明:ICT算法能准确地跟踪形变及被遮挡目标,跟踪效果在多种数据集上表现出更高的鲁棒性和精确性,平均帧率达到74.137Hz,具有良好的实时性.     

自适应的免疫粒子滤波车辆跟踪算法

针对真实场景中的车辆跟踪问题, 提出一种改进的粒子滤波车辆跟踪算法. 通过免疫重采样框架减少粒子退化, 保证粒子滤波的有效性, 并参照人工免疫算法的思想建立记忆库, 使算法可较长时间地跟踪目标; 利用背景权重直方图和分块判别机制减少因遮挡导致的跟踪偏离, 同时在运动模型和抗体变异过程中加入自适应学习参数, 提高算法的鲁棒性. 实验结果表明, 在光照变化、 运动突变、 目标遮挡等不同条件下, 该算法具有稳定跟踪的能力, 验证了算法的有效性.     

基于改进残差重采样粒子滤波的纯方位目标追踪

目标被动追踪利用持续的观测信息来估计目标的运动状态,针对此问题提出了一种改进残差重采样粒子滤波算法.算法考虑采样粒子集的空间分布特性,将粒子集空间分布分割为数量可变、可数的网格,在每个网格内运用时间序列相关性分析选择重要粒子,能够丰富采样粒子的多样性,并将该网格内所有粒子的残余权值和赋予该重要粒子,从而削弱采样粒子的退化现象,提高非线性系统状态估计精度.实验表明:当观察噪声方差小于系统噪声方差,特别是当初始采样粒子数目较小时,该算法在单站纯方位目标追踪状态估计中的精度优于传统残差重采样粒子滤波算法.     

使用图像分割的遮挡恢复立体匹配算法

针对立体匹配在稀疏纹理、重复纹理、深度不连续和遮挡区域存在的问题,提出了一种高效的立体匹配算法.该算法主要由像素匹配代价计算和视差图全局优化2个步骤组成.为了大幅减少当前算法在场景深度不连续处所产生的过渡平滑现象和在稀疏纹理处产生的错误匹配,采用基于图像采样噪声无关的自适应权重加窗匹配算法.为了求解遮挡区域和不连续性区域的像素视差,使用遮挡和平滑惩罚代价来约束整幅视差图,并采用基于图像分割的能量最小化方法求取最优解.实验结果表明,相比于局部和全局算法,该算法可以更快且准确地计算稀疏纹理、不连续性和遮挡区域的像素视差.     

基于稀疏表示的目标跟踪新算法

针对跟踪过程中受到光照、噪声等外界干扰导致的跟踪准确率不高的问题,提出一种基于稀疏表示的运动目标跟踪模型。首先对视频图像进行光照归一化处理,通过小波变换获取不同频率信息的子带,对低频部分采用直方图均衡技术改善光照,并结合加权引导滤波对高频部分进行降噪处理;最后运用时频逆小波变换获取优化后的目标图像。在目标重构阶段,针对传统的贪婪算法在迭代过程中忽略了原子间相互关系的问题,采用带宽排除局部最优正交匹配追踪算法,并引入新的判别条件更新相关集半径以获得更为精确的支撑集,从而减少重构误差。在字典更新阶段,设计了新的监督机制,利用相关集分别对目标与判别模板的相似度进行排序,并选定符合条件的相关集中的原子对其进行替换,以减少误差累积。与其他流行算法的对比实验表明,文中所提算法在准确性,鲁棒性方面均有较好的表现。     

一种改进的稀疏性算法在目标跟踪中的应用研究

在复杂场景下,目标物部分遮挡或光照变化会引起跟踪算法效率的降低,而全局模板在目标受到遮挡时不能较好地跟踪。本文结合粒子滤波与稀疏表达,提出一种改进的目标跟踪算法。通过提取目标特征集构造过完备模板集,对该模板集采用分块策略进行多尺度分块,从而提取目标的全局和局部特征直方图,对全局及局部特征直方图进行稀疏表达,并结合粒子滤波算法的粒子后验概率来描述当前目标状态,实现对目标的跟踪。仿真实验结果表明:和经典跟踪算法相比,该算法能够在遮挡环境下高鲁棒性对目标地进行跟踪。     

用于整体光照的最小方差抽样

蒙特卡罗随机抽样算法合成的图像往往带有噪声,为了减少图像的噪声,提出了一种新的图像平面自适应抽样方法.直接光照抽样和间接光照抽样的方差及耗时有很大的差异,有必要自适应分配这两种抽样的数目.每个像素每种光照的抽样数目由直接光照和间接光照的方差和耗时来决定,根据拉格朗日乘子法将直接和间接光照的抽样自适应地分配到图像平面中,使得在给定的时间里图像的方差接近最小值.根据实验结果,与已有方法相比,新方法渲染的图像的方差降低了11.5%～56.9%.     

基于Gan-St-YOLOv5的复杂环境下的手势识别

在智能工业生产中的复杂环境下进行手势识别人机交互，手势特征受到局部遮挡、强光照、远距离小目标的影响，导致目标检测识别过程中识别出的手势特征减少，甚至分类错误.在复杂环境下提高手势识别精准度成为人机交互任务中亟需解决的问题.本文提出一种具有创新性的Gan-St-YOLOv5模型，在YOLOv5的基础上生成对抗网络(generative adversarial network, GAN)和Swin Transformer模块，融入SENet通道注意力机制，使用Confluence检测框选取算法，增强模型检测的准确度.为了验证模型的优越性，与YOLOv5模型进行对比，得出Gan-St-YOLOv5在完全可见测试集上mAP＿0.5高达96.1%,在强光照测试集上mAP＿0.5高达92.3%,在部分遮挡测试集上mAP＿0.5高达86.6%,在远距离小目标测试集上准确度高达96.4%,均优于YOLOv5目标检测算法，以较小的效率损失取得了较高精度.     

基于改进粒子滤波的视觉目标跟踪

针对目标跟踪算法在精度和鲁棒性上的要求,提出一种基于改进粒子滤波的视觉目标跟踪算法.首先,建立多种特征来描述目标外观模型,并对各特征分量的加权系数进行自适应调节;然后,利用分类重采样方法解决原始重采样方法中的粒子退化和匮乏问题;最后,提出一种新的模板更新机制,自适应选取运动模板或原始模板.实验结果表明,改进后的算法在具有挑战的跟踪视频序列上实验,具有良好的跟踪精度和鲁棒性,能够应对视频图像分辨率不高、目标转动变化、部分遮挡等复杂条件.     

双目视觉立体匹配技术研究现状和展望

立体匹配技术是双目立体视觉研讨的核心问题,在许多领域有着不同的应用,在算法方面更是涌现出各种各样的方法。对立体匹配发展现状进行了阐述,首先介绍了立体匹配技术的有关原理,然后对立体匹配中的区域立体匹配算法、全局立体匹配算法以及半全局立体匹配算法进行了论述和探讨;并总结了各类立体匹配算法的特点。最后对立体匹配算法进行了展望,同时给出了发展方向的建议。     

基于改进Patchmatch及切片采样粒子置信度传播的立体匹配算法

针对立体匹配时视差不连续区、倾斜平面及非前向平行平面误匹配较高的问题,提出了一种基于改进Patchmatch及切片采样粒子置信度的立体匹配算法.定义了具有边缘特性的Patchmatch相似性函数,并建立基于Patchmatch的非前向平行平面视差平面估计模型.利用粒子置信度传播代替原有的最近邻搜索,使用较少的粒子近似目标分布,并采用切片采样马尔可夫链蒙特卡罗方法解决传播过程中粒子重采样更新问题.Middlebury图像数据集测试表明,该算法能够降低视差不连续区域的误匹配,有效地提高了倾斜平面及非前向平行平面图像的匹配精度.     

遗传算法在立体图象匹配中的应用

基于传统立体图象匹配技术,提出了一种新的使用遗传算法的特征匹配方法．实验中,采用了两种特征提取算法,以适应不同图象要求．实验用图包括自然景物图和人工合成图．此外,用ＢｒａｎｃｈＡｎｄＢｏｕｎｄ算法得出比较结果．实验结果表明,遗传算法有好的匹配正确率和收敛速度,具有鲁棒性,适合立体图象匹配．     

坐标网格立体视觉测量中的图像匹配技术

利用立体视觉技术，实现对板料成形分析中应用的大批量坐标网格的变形进行无接触自动测量与分析，以减少工作量并提高测量的速度和精度．主要针对圆形坐标网格变形的立体视觉测量中的图像匹配技术进行了研究．在对网格图像进行特征提取与编码的基础上，实现网格单元的子域匹配，并通过对摄像位置进行预约束，建立起左右对应像素点纵向图像坐标间的约束关系，从而实现左右图像特征点的快速准确匹配方法．该方法程序实现简单，匹配结果可靠，无二义性，可推广应用于其他具有相似结构特征的三维图像的立体匹配中．     

基于特征匹配算法的双目视觉测距

距离测量作为障碍物检测以及路径规划的前提和基础是机器人研究领域的一个重要分支。在众多测距方法中,由于双目立体视觉具有信息丰富、探测距离广等优点被广泛应用。本文将改进的SIFT特征匹配算法应用到双目视觉测距与标定系统中。首先建立双目视觉测距模型,测量值由空间物点在左右摄像机下的像素坐标值决定;其次根据该模型的特点提出了基于平行光轴的双目立体视觉标定方法;最后利用改进的SIFT特征匹配算法,提取匹配点的像素坐标完成视觉测距。实验结果表明,根据测量数据对障碍物进行三维重建,相对距离与真实场景基本吻合,能够有效地指导机器人进行避障。     

基于动态规划与图像分割的立体匹配算法

针对传统图割立体匹配算法耗时太长以及动态规划立体匹配算法匹配精度不高,且视差图带有条纹瑕疵的问题,提出了一种基于动态规划和图像分割的立体匹配算法.采用自适应多阈值图像分割算法对参考图像进行高效可靠的区域分割,提取边界,使用多种子点动态规划算法精细求取边界上点的视差,并以区域为单元用图割立体匹配算法求取区域内各点的视差,拟合得到图像对的视差图.通过对比,实验结果表明：此算法较传统图割法匹配速度有明显提高,且可以得到匹配精度较高的稠密视差.     

基于运动估计的置信度传播立体视频匹配算法

基于置信度传播(BP:Belief Propagation)的立体匹配算法与局部算法相比,视差准确度高,但需要耗费大量的计算时间。为此,提出一个基于运动估计的置信度传播立体视频匹配算法。该算法首先通过传统的BP算法获得I帧的匹配视差图,并保存每个像素获得最佳视差值的传递信息;然后,通过参考I帧的运动估计信息,得到重新排列的I帧视差值的传递信息,将其作为P帧置信度传播算法的初值进行迭代运算,从而大大减少了P帧置信度传播算法的迭代次数。实验结果表明,该算法能大大提高置信度传播立体视频的匹配效率。     

融合Spearman相关性系数与多尺度框架的立体匹配算法

针对现有立体匹配算法对噪声敏感、匹配率低的问题,提出了一种基于Spearman相关性系数与多尺度框架融合的立体匹配算法。在代价计算阶段,创新性地在固定窗口内通过简化Spearman相关性系数得到两种代价计算模型。在代价聚合阶段,利用多尺度框架在图像金字塔上进行代价聚合,从而使得匹配算法在低纹理区域得到较高的匹配率。实验结果表明,提出的立体匹配算法有效降低了误匹配率:对Middletury2.0测试集中31对标准图像对的平均误匹配率仅为7.98%,Middletury3.0中的15对标准图像对的平均误匹配率为13.45%。实验结果表明,提出的融合Spearman相关性系数与多尺度框架的立体匹配能有效降低图像的误匹配率,并对噪声等具有较好的稳健性。     

双目立体视觉匹配的预处理技术

针对双目立体视觉图对区域匹配应用中存在的问题, 提出一种三阶段的匹配预处理方法. 该方法将小波阈值去噪算法和直方图均衡化技术相结合, 有效地去除了图像随机噪声和高斯噪声, 实现了立体图对间亮度差异的平衡, 并经过拉普拉斯锐化处理提高了图像对的对比度. 实验结果表明, 三阶段匹配预处理算法可有效提高立体图对间的匹配准确率.     

改进的非参数Census变换立体匹配算法

针对多数立体匹配算法的相似性测度都建立在像素灰度特性基础上, 无法彻底消除匹配差异性, 易出现歧异性的问题, 提出一种改进的非参数Census变换匹配算法. 该算法通过在传统非参数Census匹配过程中增加局部纹理反差值测度, 引入图像纹理度量的方向性, 使中心像素灰度值不再是唯一决定因素, 改进了匹配模版, 从而有效解决了传统匹配算法的歧异性问题. 实验结果表明, 改进算法是一种有效、 合理的立体匹配方法, 提高了稠密匹配精度.