基于Kalman滤波和边缘直方图的实时目标跟踪

为提高光照变化和背景混淆下的实时跟踪效果,提出了基于Kalman滤波和边缘直方图特征(edge orientation histogram, EOH)的实时目标跟踪方法.边缘方向直方图对光照变化不敏感,且对颜色变化依赖程度低,适合背景混淆和光照变化场合下跟踪.Kalman滤波用于预测目标位置和角度,通过预测调整边缘方向直方图的计算得以快速找到跟踪目标,提高边缘方向直方图的匹配能力.经过实际复杂背景和光照场景下与颜色直方图的多组对比测试,颜色直方图很快会失去跟踪目标, EOH能快速正确跟踪,说明EOH和Kalman滤波能在这种场景下快速正确跟踪目标.     

基于纹理特征的主动轮廓模型图像分割

现有的图像分割方法在轮廓提取过程中大多利用基于图像灰度信息的能量函数,没有考虑目标图像纹理特征信息,不能准确描述待分割纹理图像的边缘轮廓。针对该问题,给出了一种利用主动轮廓模型的方法,将图像纹理信息加入到主动轮廓的能量函数中,构造一种新的外部能量函数,求取函数的最优解,由此获得目标图像轮廓。实验表明,该方法能有效解决复杂纹理图像边缘描述不准确的问题,获得较完整准确的目标轮廓。     

基于Contourlet和MeanShift的交通视频车辆跟踪算法

提出一种基于Contourlet直方图的MeanShift交通视频车辆目标跟踪算法.首先,利用Contourlet变换提取交通视频中感兴趣区域下跟踪目标的纹理特征和轮廓,并用其直方图统计跟踪目标的纹理特征;然后,通过Kalman滤波技术来进行跟踪目标轨迹的相关性函数计算,并将计算结果迭代到MeanShift跟踪算法中选取最优估计值,进而实现对交通视频车辆在复杂场景中的精确定位.通过与传统的MeanShift跟踪算法以及基于Kalman滤波的MeanShift跟踪算法等比较表明,此算法不仅能够对复杂场景中的视频车辆进行有效跟踪,同时还具有较好的稳定性和抗干扰性.     

基于卡尔曼滤波器的运动目标检测与跟踪

针对摄像机静止的情况,提出了一种可运用于实时监控中的运动目标检测与跟踪的方法．采用更新函数实现背景实时更新,通过差分算法检测运动目标．在跟踪模块中,提出建立帧间目标“关系矩阵”实现多个运动目标匹配,并采用卡尔曼滤波器预测目标参数,在运动目标相互遮挡的情况下,根据预测参数跟踪目标,获得目标轨迹．通过多个图像序列测试,算法具有良好的实时性和适应环境变化的能力．     

提高Mean-shift跟踪算法性能的方法

针对Mean-shift跟踪算法,在目标色彩特征不突出,或受到光照、阴影等影响,或有干扰物体靠近目标时,很容易发生跟踪错误等问题,采用色彩融合模版和位置预测来提高Mean-shift跟踪算法的性能.在对图像的RGB三色进行简单的线性融合的基础上,提出了根据前景和背景直方图的相似度函数去选取目标特征最突出的融合图像的算法,并据此建立3个目标模版.对目标的位置先进行卡尔曼预测,再用Mean-shift算法对3个模板分别进行跟踪,最后融合跟踪结果.实验结果证明,提出的方法能在复杂背景下跟踪目标,并能更好地应付阴影、光线等变化.此外,它能有效地避免相似物体靠近目标或者和目标交错引起的跟踪失败.     

一种基于改进ASM的运动目标跟踪方法

ASM是一种应用于非刚体轮廓匹配的统计模型方法,由于匹配结果的可靠性依赖于先验的灰度模型,导致灰度信息发生动态变化时基于ASM的目标跟踪效果不佳.针对跟踪中轮廓匹配的鲁棒性问题,提出了一种基于改进ASM的目标跟踪方法,该方法采用一种在线提取和更新灰度模型的机制,摆脱对目标先验灰度的依赖;并结合强边缘特征和目标内部灰度信息,改进传统ASM方法的灰度模型和搜索算法,提高了运动过程中目标附近背景信息变化情况下轮廓匹配的鲁棒性和快速性;跟踪过程中利用卡尔曼滤波预测目标位置提高了运行效率.实验验证了方法的有效性和鲁棒性.     

基于Snake和动态规划优化的屋顶轮廓提取算法

提出一种从数字图像中提取建筑屋顶轮廓方法,该方法基于snake算法的能量函数表示图像建筑屋顶轮廓,并利用动态规划函数(DP)进行优化.在思想上建立建筑屋顶轮廓模型,利用内部能量和外部能量相结合表示snake能量函数,并构建边缘能量函数.利用DP对构建的snake建筑轮廓模型优化,通过种子点的确定对轮廓进行初始化,借助鲁棒线性回归技术获取多边形边界,根据边缘点主方向的鲁棒回归技术拟合直线方程式,结合线性回归算法得多边形新的顶点,并通过多次最小能量函数迭代处理发现最优轮廓.通过对实验结果的视觉检查和数值分析评估,与基于变分方法相比,本文算法能够获得较好的收敛效果,对提取建筑屋顶轮廓具有很大的潜在意义.     

基于改进几何活动轮廓模型和Kalman滤波的目标跟踪方法

针对几何活动轮廓模型在跟踪时初始化的影响和收敛不准确的问题,将帧间差分和统计量假设后得到的目标外接矩形作为曲线初始值;引入一个强制项,提出一种改进的几何活动模型方法进行目标轮廓拟合,完成检测;结合目标物轮廓曲线和Kalman滤波器实现运动跟踪。试验结果表明:以车辆目标外接矩形作为初始化曲线,可简化初始化工作,加快车辆目标的轮廓曲线收敛速度;在收敛过程中引入了一个水平集函数的强制项,可使曲线准确演化到对象边缘的凹陷部分,增强曲线的收敛能力;在运动视频对象的准确轮廓基础上,可更准确地跟踪车辆目标。     

自适应采样间隔的无线传感器网络多目标跟踪算法

多目标跟踪是无线传感器网络当前研究的热点问题。针对多目标跟踪存在耗能较大,跟踪丢失等问题,提出了一种自适应采样间隔的多目标跟踪算法。采用跟踪目标的定位元数据来对目标的运动模式进行建模。基于扩展的卡尔曼滤波器来预测跟踪目标状态,采用预测目标定位的概率密度函数构建跟踪簇。通过定义跟踪目标中心,基于马氏距离来量化主节点 MN 的选举过程。通过跟踪目标重要性和其与MN之间的距离来量化目标的影响强度,并以此构建自适应采样间隔的多目标跟踪算法。基于MATLAB进行了仿真实验,实验结果显示,本文设计的跟踪算法能准确预测目标的运动轨迹,能随着运动目标的状态实时采用自适应的采样间隔。通过数据分析得知,本文提出的算法能在实现 WSN网络节能的基础上提高跟踪精度。     

可变形Gabor小波特征模板跟踪方法

提出了一种利用可变形Gabor小波特征模板,跟踪存在较大视角变化目标的方法.利用Levenberg-Mar-qudit优化方法,从图像中提取出一组具有特定参数的Gabor小波,并求出其权重作为目标特征;在跟踪过程中利用同样的优化方法求出这组特征的仿射变换参数;从经过仿射变换后的图像中提取小波权重,将这个权重与初始权重的误差定义为能量函数.利用"贪心算法"修正小波的位置参数,使这个能量函数最小化,从而实现可变形模板跟踪.对直升机和飞机图像序列进行的跟踪实验证实:通过特征更新,在视角变化较大的情况下,该方法仍然可以稳定地跟踪目标.     

基于边带限制的梯度矢量流主动轮廓线模型的超声图像分割

主动轮廓线模型是广泛应用于数字图像分析和计算机视觉等领域的一种目标轮廓跟踪算法，非常适合于医学图像（如CT和MRI）的处理。但将这一模型应用于超声图像的分割和目标轮廓的跟踪时，由于超声图像不可避免地存在着斑点噪声、弱边界和与组织有关的纹理，往往使传统主动轮廓模型难以获得满意的轮廓跟踪效果。为此，在梯度矢量流主动轮廓线模型的基础上，引入边带限制概念，并将该模型应用于超声图像的分割。实验表明，该方法较好地限制了非目标边缘和噪声干扰的影响，而且对超声及其序列图像具有较好的分割效果。     

一种全局隶属度和小波能量相结合的活动轮廓模型

计算机化X射线体层照相(computeried tomography, CT),图像中的磨玻璃型肺结节,由于其具有模糊的轮廓,且肺结节区域与其邻域的亮度值相差很小等特性,一般的图像分割算法很难对其进行精准地分割。针对该问题,提出一种全局隶属度和小波能量相结合的活动轮廓模型。首先,利用全局隶属度函数调整初始活动轮廓曲线,使之与目标边界的距离更接近,且形状更相似;同时,基于全局隶属度的边界停止函数能快速收敛于目标边界,使得预测曲线更加贴合待分割目标;其次,基于小波能量的局部活动轮廓模型数据项增强了目标与背景之间的对比度,进而能更精准地分割在低对比度和亮度非均匀场景中的目标轮廓。将该模型应用于全实质及部分实质磨玻璃型肺结节的CT图像中,实验证明了本文算法的优越性。     

基于内侧轮廓模型的粒子滤波轮廓跟踪

为了提高复杂环境下轮廓跟踪的鲁棒性,提出了一种基于内侧轮廓模型的粒子滤波轮廓跟踪算法.① 在轮廓采样点的法线上利用Canny算子得到轮廓法线方向的梯度信息;② 用该法线的内侧部分构建局部颜色信息,并使之与梯度信息结合,形成一个新的一维法线观测似然;③ 用所有内侧法线构建一幅全局内侧颜色直方图;④ 将梯度信息、局部颜色信息和全局颜色信息3种特征进行有效融合,形成一个新的多特征融合观测模型.实验结果表明,在复杂环境下,该算法能够较好地实现对复杂的非封闭轮廓的鲁棒跟踪.     

一种基于轮廓特征的运动目标识别方法

针对视频图像中形状匹配的局限性,即当待检测物体出现平移、旋转变化时识别目标需要很长的计算时间,提出了一种基于轮廓特征的运动目标识别方法.首先获取能自动更新的背景图像,采用背景减法提取运动目标的轮廓,然后运用其轮廓的边界不变矩特征和形态学特征,构建一个轮廓特征向量的模型,再分析比较待测运动目标轮廓特征向量与每类标准样本之间的欧氏距离,实现对运动目标的识别分类. 试验结果表明,该方法具有识别精度高、计算量小、实时性好的特点.     

主动轮廓模型及其在医学体分割中的应用

利用医学序列切片在灰度值和空间位置上的相关性,对传统主动轮廓模型进行改进,将其应用于医学体数据分割中.以物体轮廓采样到其相邻两采样点中点的距离为内部能量函数,同时通过制约轮廓的长度,使其尽可能短来达到;利用图像区域的局部梯度信息,同时利用序列图像之间局部区域的全局信息及其相关性重新构造外部能量函数;并根据内外部能量的比值,动态的调节权值参数.实验结果表明,改进算法既可以有效地检测出一些拐角点和凹点,又可以避免目标边缘收敛于某些噪声点或伪边缘点,可达到良好的体分割效果.     

增量学习灰度与轮廓模板的行人跟踪方法

为了解决云台摄像机的行人跟踪问题,提出了一种基于粒子滤波的行人跟踪算法.该方法在目标灰度模板以外,学习并更新行人目标的轮廓模板.考虑到行人轮廓因为视角变化可能发生的突然改变,算法准备了多套从不同视角观测的轮廓模板,并且逐渐更新它们使之可以逐渐捕捉目标的轮廓特征.在多段云台摄像机拍摄的监控视频上测试了所提出的算法.实验结果显示,该算法比其他先进的跟踪算法有更长的准确跟踪时间.     

基于边分类的三维模型外轮廓线抽取算法

根据三维模型面片的方向性对边进行分类，筛选出轮廓边即共享可见面与不可见面的边，大幅度地排除那些不可能成为轮廓线的边，筛选过程只是一种比较运算。算法L利用外轮廓线的连通性递归搜索邻接的轮廓边得到若干闭合回路和分离的轮廓边，最终得到外轮廓线，并且自动决定的闭合回路方向和回路之间位置关系决定了回路是否属于外轮廓线；对那些精度不高而可能造成闭合回路搜索失败的三维模型，算法C利用遮挡关系由模型的前向面片对轮廓边进行裁剪得到三维模型的外轮廓线。用四叉树结构对模型投影区域进行划分，尽可能地排除那些不可能对轮廓边有遮挡关系的前向面片，减少裁剪的比较范围，降低算法的复杂度。本文的方法快速准确，适应各类二维流形模型。     

基于边缘扩散信息拟合的测地线活动轮廓模型

针对测地线活动轮廓模型对轮廓初始化敏感的问题,提出一个基于边缘扩散信息拟合的测地线活动轮廓模型.首先定义了一个与图像边缘法线方向的二阶导数相关的扩散方程,通过求解这个扩散方程获得边缘扩散信息,利用这种边缘扩散信息构建了一个新的力场;然后由该力场驱动活动轮廓演化,使活动轮廓可以从边缘的两侧向真实目标边缘逼近,最终收敛到期望的边缘.本文模型采用一种快速有效的数值方法实现,水平集函数在整个演化过程中无需重新初始化,活动轮廓演化速度得到显著提高.一系列的人工和真实图像的实验结果表明,本文模型不仅对于初始轮廓的位置选择不敏感,并且可以分割弱边界目标、具有复杂几何结构的目标和带有孔洞结构的目标,综合性能优于一些传统算法.     

基于活动轮廓模型的DP修正算法

活动轮廓模型（ｓｎａｋｅ）是在现时图像处理和计算机视觉中用于实现对象的边缘检测或轮廓提取的有效工具．本文在讨论用最优化方法——动态规划（ＤＰ）算法求解ｓｎａｋｅ 最小能量的基础上提出了对ＤＰ的修正算法,给出了计算机模拟结果．     

辅以CV-GVF方法的测地线活动轮廓模型

针对经典的测地线活动轮廓对初始位置和噪声比较敏感,在有噪声干扰或初始位置距目标边缘较远时,其往往无法准确收敛到目标边缘的问题,通过将由梯度矢量流和CV方法构成的耦合力场与测地线活动轮廓相结合,提出了辅以CV-GVF方法的测地线活动轮廓模型.实验结果表明,该活动轮廓模型在噪声背景中从无需特别设置的初始位置准确收敛到了目标边缘,对初始位置和背景噪声具有较好的适应性.