融合颜色特征的尺度自适应相关跟踪

对于彩色视频的目标跟踪,传统基于相关滤波的跟踪方法没有利用视频帧的颜色信息,针对该问题本文在相关跟踪框架下提出了一种融合颜色特征的尺度自适应目标跟踪方法。该方法首先将HSV三个通道归一化后作为目标的颜色特征,并与灰度特征以及HOG特征进行融合,然后利用核相关滤波定位目标的中心位置,最后再利用尺度金字塔模型对目标尺度进行估计。在公开的彩色视频数据集上对所提方法进行测试,并和多种跟踪方法进行对比。实验结果表明,该方法的平均跟踪性能优于其它方法,验证了方法的有效性。     

一种视频多运动目标跟踪方法研究

图像运动目标跟踪是自动监控、道路导航、交通监控等重要系统的核心技术。为了解决视频中多个运动目标的跟踪,利用帧间差分、Kalman滤波器以及少量特征匹配来自动提取各个运动目标并进行跟踪。针对灰度图像序列,采用一种基于图像序列的梯度信息,使用帧间差分法自动提取运动目标,利用Kalman滤波器预测目标位置,在估计目标在下一帧的位置范围后,根据目标直方图特征来缩小搜索范围实现目标对象的准确跟踪。实验结果表示,该方法具有较小的运算量和较好的实时性,同等条件下具有较高准确性。     

复杂场景下灰度图像的运动目标跟踪

提出了一种对复杂场景下灰度图像序列中运动目标分割和跟踪的新方法:首先,利用光流法分割出运动目标;然后,以mean shift算法为核心跟踪感兴趣的目标.跟踪过程中以目标灰度直方图为特征进行帧与帧之间的目标匹配,其匹配的相似度以Bhattacharyya系数来测量.算法中利用Kalman滤波器对运动目标在图像中的位置进行预测,不仅可以有效解决目标的暂时遮挡问题,而且可以缩小模式匹配的搜索范围,提高处理速度.实验结果和对实验相关数据的分析验证了该跟踪算法的有效性和实时性.     

基于区间扫描的车速计算新方法

本文提出的视频车速检测方法主要分为四个步骤:建立映射关系表、确定车尾、跟踪车尾、提取灰度直方图、计算车速.本文将提出一组利用视频图像计算出目标车辆任意位置瞬时车速的精确计算数学模型.根据目标检测的思想,帧差法能够较好的检测出运动目标位置,从每一个灰度直方图的最大值处按照该车速向前向后分别计算出各帧车尾在跟踪区域中所对应的位置,然后将8个灰度直方图中这些对应位置处的灰度值相加,作为本车速的扫描的最终结果.根据各个直方图的波形相似性和平移的车速相关性可知,扫描结果的最大值所对应的车速就是车辆的实际车速.     

自适应特征融合的核相关滤波跟踪算法

为解决单一特征目标跟踪算法因光照变化、目标遮挡导致的跟踪失败问题,提出一种自适应加权融合颜色属性特征和方向梯度直方图特征的核相关滤波目标跟踪算法.首先根据目标颜色属性特征和方向梯度直方图特征,采用核相关滤波方法获得2种特征下目标的预测位置;然后分别计算2个目标位置的核相关滤波响应值,据此响应值大小按比例分配目标位置权重,获得目标的最终预测位置,提高了目标定位的精度;最后采用相邻2帧图像的平均差来分析图像的变化率,按变化率分段调整分类器的学习速率,解决目标遮挡导致的跟踪失败问题.在9组标准测试视频集下验证文中算法,并与3种核相关滤波跟踪算法进行比较的结果表明,与其中最优算法相比,该算法跟踪目标的平均中心位置误差减少16.78个像素,平均距离精度提高11.01%,平均重叠精度提高14.87%;在目标严重遮挡情况下,该算法依然能够稳定地跟踪目标.     

融合HOG特征的相关滤波视频跟踪

计算机视觉领域的目标跟踪已取得巨大进展,但在视频跟踪中,平面外旋转和形状变化的性能方面还有提升空间。本文提出一种基于方向梯度直方图HOG特征,结合图像灰度值把HOG特征加以融合和分解,以提升视频跟踪的变形和尺度变换的性能。首先提取目标区域的HOG的31维特征和灰度值;其次,将灰度值作为1维特征,与HOG特征融合成32维向量HOG32;进而将HOG32分解成2部分特征,分别为HOG1和HOG2;最后,通过对HOG1、HOG2和HOG32特征响应值的比较,选择最大值位置作为预测的下一帧的位置。实验在OTB-2013和OTB-2015这2个数据集上进行,与其他5个算法的比较结果表明,该方法在平面外旋转、变形、复杂背景等方面获得良好效果。     

改进的Camshift跟踪算法研究

Camshift是使用颜色直方图作为特征的一种跟踪算法。它利用目标的颜色直方图模型得到每帧图像的颜色投影图,初始化一个搜索窗的大小和位置,并根据上一帧得到的结果自适应调整搜索窗口的位置和大小,定位出当前图像中目标的中心位置。从准确预测目标位置及缩小目标搜索范围入手对Camshift算法进行了改进。实验结果表明,改进的Camshift有效地克服了Cam-shift算法自身的缺陷,即使在图像背景复杂且不规则的情形下,仍然能有效的跟踪到目标。     

基于运动信息与Hog特征的伪装色移动目标跟踪

针对复杂背景下伪装色运动目标的跟踪问题,提出一种基于运动信息与梯度方向直方图的跟踪方法。通过金字塔光流法获取视频序列中目标运动矢量范围;利用目标区域的灰度特征以及Hog特征构建特征向量,沿着运动主方向在速度大小范围内进行二分法匹配,进而确定目标的准确位置。实验结果表明,针对平缓变化的视频序列,对于颜色色调范围较大或者边缘结构较为明显的伪装色运动目标具有良好的跟踪效果。     

分块多特征自适应融合的多目标视觉跟踪

为提高多目标视觉跟踪算法的实时性和稳定性,提出了分块多特征融合的目标跟踪算法.该算法融合底层颜色、纹理和边缘特征信息,以降低单一目标特征算法容易受复杂环境和目标形变的影响.建立分块目标多特征融合直方图模型,引入目标和背景区分度抑制背景分量,并且结合Kalman滤波器进行预测,在发生遮挡时根据置信度最大子块位置获取遮挡目标位置,实现目标稳定可靠的跟踪.实验结果表明:该算法对每帧图像的平均处理时间为36.2 ms,达到实时性的目的,且算法鲁棒性较强.     

基于特征融合的改进LCT跟踪算法

为解决LCT算法在目标形变与快速移动情况下跟踪效果差的问题,提出一种基于特征融合的跟踪算法。在梯度方向直方图特征相关滤波的基础上,提取目标与背景颜色直方图特征,得到颜色特征的目标预测位置。在此基础上,根据跟踪置信度确定特征融合权重,综合考虑梯度特征与颜色特征得到跟踪结果。实验结果证明,与LCT算法相比,该算法的距离精度和重叠精度分别提高了11.5%和21.2%,平均中心位置误差减少了15.3像素。     

基于KCF和SIFT特征的抗遮挡目标跟踪算法

为了解决KCF目标跟踪中由于目标遮挡和目标尺度的变化造成跟踪目标丢失的问题,对核相关滤波器(KCF)目标跟踪的框架进行了研究,提出了一种基于KCF和SIFT特征的抗遮挡目标跟踪算法,引入了一种目标跟踪丢失后重新搜索定位目标的策略。利用尺度金字塔估计出目标的尺度,实现跟踪框自适应目标尺度大小,通过核相关滤波器(KCF)跟踪算法对目标进行跟踪。跟踪过程中对目标遮挡情况进行判断,当目标遮挡时,对当前帧跟踪框内的目标提取SIFT特征,生成模板特征。提取下一帧视频图像的SIFT特征并与模板特征进行匹配,框出与模板特征相匹配的目标,对目标继续进行跟踪。通过TB数据库标准视频序列和实际环境拍摄的视频序列进行测试。实验结果表明,跟踪框能适应目标的大小,在目标发生遮挡的情况下,能够重新找到目标并进行准确跟踪。     

遮挡判定下多层次重定位跟踪算法

目的 目标遮挡一直是限制跟踪算法精确度和稳定性的问题之一,针对该问题,提出一种抗遮挡的多层次重定位目标跟踪算法。方法 通过平均峰值相关能量动态分配特征权重,将梯度特征与颜色直方图特征动态地结合起来进行目标跟踪。利用多峰值检测和峰值波动情况进行目标状态判定,若目标状态不理想,则停止模板更新,避免逐帧更新导致目标漂移,继续跟踪目标;若判定目标遮挡,则提取对应特征点,使用最邻近距离比进行特征匹配和筛选,丢弃负样本的最邻近样本作为二次筛选,利用广义霍夫变换进行第3次筛选并重定位目标,对目标继续跟踪。结果 在标准数据集OTB（object tracking benchmark）100和LaSOT（large-scale single object tracking）上的实验结果显示,本文算法的精确率分别为0.885和0.301,相较于Staple算法分别提升了13.5%和30.3%。结论 在目标发生遮挡的场景中,本文方法能够重定位目标并且继续跟踪,优化后的模板更新策略提高了算法速度。目标状态的判定有效估计了目标遮挡问题,可以及时采取应对策略,提高算法在复杂环境下的稳定性。     

双特征模型核相关滤波目标跟踪算法

目的 基于深度学习的目标跟踪算法,利用卷积深层作为特征,虽然精度高但无法做到实时跟踪;基于相关滤波的跟踪算法,利用HOG（histogram of oriented gridients）、CN（color name）和颜色直方图作为特征,速度快但精度较差。为兼顾目标跟踪算法的实时性与准确性,提出了一种基于双模型核相关滤波算法。方法 提出了自适应的双特征模型选择机制,主特征模型采用浅层纹理特征HOG,辅助特征模型采用包含深层语意信息的CNN（convolutional neural networks）特征,二者协同作用,产生更加稳定的相关滤波器。为了提高算法的速度,采用主成分分析（PCA）技术对高维的CNN特征进行降维,并通过尺度优化、最优解求解方式优化等方法提高跟踪算法的准确性。结果 在公开数据集OTB-2013上,本文算法与目前先进且速度能达到实时的SiamFC（fully-convolutional Siamese networks）、MEEM（multiple experts using entropy minimization）、SAMF（scale adaptive multiple features）、DSST（discriminative scale space tracking）等跟踪算法进行比较,一次成功率（OPE）结果显示,本文算法在距离精准度指标中综合排名第一,与KCF（kernel correlation filter）算法相比,本文算法的距离精准度提高了25.2%,重叠成功率提高了25.6%,平均速度达到38帧/s。结论 本文提出的双模型自适应机制,针对主特征模型的置信响应自适应调用最优模型策略,并且实时更新模型,在综合考虑跟踪准确性和跟踪实时性的情况下,本文提出的目标跟踪算法的性能优于目前的跟踪算法。     

复杂背景下的快速机动目标跟踪算法

为了解决复杂背景及大视野场景下跟踪机动目标易丢失和跟踪精度低的难题,提出了一种复杂背景下的快速机动目标检测与跟踪算法.利用帧间差分算法提取图像中的机动目标,在初始帧建立机动目标的颜色直方图模型,将后续输入图像的像素值转化为直方图分布下的概率值;根据与目标模型的相似度,将每个候选区域的像素值作为密度;利用自适应均值漂移算法寻找机动目标的真实位置;利用卡尔曼滤波预测目标位置.实验结果表明:算法能够准确地在复杂背景和大视野场景下快速检测并跟踪机动目标.     

基于VGG网络的鲁棒目标跟踪算法

针对传统目标跟踪算法中当目标被遮挡和受光照强度变化等多种因素干扰时,相关滤波器模板更新不准确,误差逐帧累积最终导致目标跟踪失败,提出了一种基于VGG网络的鲁棒目标跟踪算法。首先通过VGG网络对第1帧输入图像中的局部上下文区域提取平均特征图来建立相关滤波器模板;然后通过VGG网络对后续帧输入图像中的局部上下文区域提取平均特征图和仿射变换平均特征图;其次与核相关滤波跟踪算法相结合,自适应确定目标位置和最终目标位置;最后自适应更新最终平均特征图和最终相关滤波器模板。实验结果表明,本文算法在目标被遮挡和受光照强度变化等多种因素干扰时,仍具有较高的目标跟踪精度和较强的鲁棒性。     

融合灰度和SURF特征的红外目标跟踪

由于红外图像对比度低、色彩信息匮乏且灰度级动态范围小,基于红外成像的目标跟踪一直是本领域研究的难点和重点。提出了一种融合灰度核直方图和SURF(speeded up robust features)特征的红外目标跟踪算法。在首帧采用灰度核直方图和SURF特征分别描述目标模板,在以后每帧中利用均值漂移算法快速找到局部最优解。考虑到灰度直方图特征信息量少,跟踪误差逐渐累积,采用改进的SURF特征点匹配算法估算当前帧目标尺度和中心位置,及时修正累积误差,避免跟踪窗口漂移且能自适应调整跟踪窗口大小,此外更新目标模板,最终准确跟踪目标。真实场景实验结果表明,本文算法在目标外观发生较大尺度变化、周边具有相似表观物体时能稳定跟踪目标,具有很强的稳健性,且满足实时性要求。     

多特征分层融合的相关滤波鲁棒跟踪

目的 为提高目标跟踪的鲁棒性,针对相关滤波跟踪中的多特征融合问题,提出了一种多特征分层融合的相关滤波鲁棒跟踪算法。方法 采用多通道相关滤波跟踪算法进行目标跟踪时,从目标和周围背景区域分别提取HOG（histogram of oriented gradient）、CN（color names）和颜色直方图3种特征。提出的分层融合算法首先采用自适应加权融合策略进行HOG和CN特征的特征响应图融合,通过计算特征响应图的平滑约束性和峰值旁瓣比两个指标得到融合权重。将该层融合结果与基于颜色直方图特征获得的特征响应图进行第2层融合时,采用固定系数融合策略进行特征响应图的融合。最后基于融合后的响应图估计目标的位置,并采用尺度估计算法估计得到目标更准确的包围盒。结果 采用OTB-2013（object tracking benchmark 2013）和VOT-2014（visual object tracking 2014）公开测试集验证所提跟踪算法的性能,在对多特征分层融合参数进行分析的基础上,与5种主流基于相关滤波的目标跟踪算法进行了对比分析。实验结果表明,本文算法的目标跟踪精度有所提高,其跟踪精度典型值比Staple算法提高了5.9%（0.840 vs 0.781）,同时由于有效地融合了3种特征,在多种场景下目标跟踪的鲁棒性优于其他算法。结论 提出的多特征分层融合跟踪算法在保证跟踪准确率的前提下,跟踪鲁棒性优于其他算法。当相关滤波跟踪算法采用了多个不同类型特征时,本文提出的分层融合策略具有一定的借鉴性。     

一种时空域联合的机动视频目标精确跟踪方法

提出一种采用Bhattacharyya系数最大化并联合时空域信息的视频目标跟踪方法。时域通过卡尔曼滤波预测目标的运动信息,空域用Camshift算法精确匹配视频目标。由于运动目标机动性比较强,卡尔曼滤波预测的位置和真实位置存在较大的误差,容易导致下一步跟踪失败。采用基于Bhattacharyya系数的由粗到精的核匹配搜索方法,在卡尔曼滤波预测的位置基础上适当扩大搜索范围,通过Bhattacharyya系数最大化确定初始匹配窗口,再用Camshift算法精确匹配视频目标。实验证明该方法对机动快速运动目标具有很高的跟踪精度。     

特征融合的尺度自适应核相关跟踪算法

针对KCF算法在跟踪过程中面对复杂场景、尺度变化等问题效果欠佳的问题,提出一个采用KCF跟踪器的特征融合的尺度自适应核相关跟踪算法.提出一种方向梯度直方图和颜色直方图特征的特征融合方法;采用一种含有7个固定尺度因子的尺度池,采用响应最大的尺度更新当下尺度;使用平均相关峰值能量作为模板更新的指标,控制响应更新.将改进算法...