单目标跟踪算法综述

目标跟踪是计算机视觉领域的一个基本问题,具有广泛的研究与应用价值。该文根据算法理论的不同,将目标跟踪算法分成目标表观建模和跟踪策略两部分,又将目标表观建模分成生成式跟踪和判别式跟踪分别进行介绍;从基于均值漂移和滤波理论两方面介绍跟踪策略;并重点介绍了基于深度学习的相关算法,总结了深度学习算法的优缺点。     

视频目标跟踪算法综述

本文介绍了视频目标跟踪算法及其研究进展。首先给出了视频目标跟踪技术的定义和特点;然后将其分为生成式跟踪算法和判别式跟踪算法两大类,进而简单评析了两大类算法中的经典方法;最后进行了总结和展望。     

基于判别式序列表的均值漂移目标跟踪算法

针对目标周围的背景信息对目标跟踪算法的影响,基于判别式序列表提出了一种改进的均值漂移目标跟踪算法.利用目标外观特征来描述目标模型与候选目标,同时通过判别式序列表对目标外观建模并对目标周围的背景信息进行描述.基于均值漂移跟踪框架,把目标外观模型与判别式序列表目标外观模型相结合来改进传统的均值漂移跟踪算法.在几个图像序列上...     

深度视觉目标跟踪进展综述

视频目标跟踪是计算机视觉领域的一个重要研究课题.近年来,随着深度学习在视觉目标跟踪领域获得了巨大的成功,一系列优秀的深度跟踪算法涌现出来.本文回顾了近年来深度目标跟踪领域的进展.首先,我们详细讨论了近十年来跟踪领域数据集的发展趋势,这些数据集不仅全面地评估了算法性能同时为模型训练提供了极大的便利.其次,我们分类讨论了几大类经典的深度学习跟踪框架,包括深度相关滤波器跟踪、分类式网络跟踪、双路网络跟踪、基于梯度的深度跟踪算法以及基于Transformer的跟踪算法.最后,我们对全文内容进行总结,并指出未来的发展趋势.     

相关滤波目标跟踪算法研究

近年来,相关滤波目标跟踪在视觉领域中受到了越来越多的关注,并取得了令人瞩目的成果。该文对目前基于相关滤波的跟踪算法进行分析研究,首先提出了一个通用的相关滤波目标跟踪框架,然后讨论几种经典的跟踪算法,并对其改进算法进行分析归类,主要分为尺度更新、背景遮挡;最后通过仿真实验对几种算法性能进行分析,并提出相关滤波跟踪技术存在的问题。     

融合高斯混合模型和深度学习的目标跟踪

目标跟踪是计算机视觉的关键技术,但快速运动所导致的目标运动模糊会影响跟踪的精度.提出融合高斯混合模型和深度学习的目标跟踪算法,利用高斯混合模型对目标视频进行建模,在卷积神经网络中提取浅层和深层的图像特征,将两个特征的响应值融合后实现跟踪目标的定位.首先,根据高斯混合模型建立样本数据集,利用概率密度函数筛选数据,依据正态分布获得对应的高斯分量;其次,在深度学习框架下对高斯混合后获得的样本数据提取浅层和深层特征;最后,将提取的浅层与深层特征响应值进行融合,并更新目标模型,实现目标跟踪定位.该算法在VOT-2016公开的数据集进行实验,与6个视频跟踪算法对比分析.实验表明,所提的算法表现出较好的性能,特别是在快速运动的评价指标中,该算法的抖动模糊精度比ECO算法提高6. 25%.     

基于改进的引导图像滤波和深度去噪自编码器的微弱目标跟踪算法

微弱目标易被周围环境中强烈的噪声干扰,为解决现有目标跟踪算法由于低信噪比导致跟踪准确度低的问题,提出一种将引导图像滤波器和深度去噪自编码器集成到粒子滤波器框架中的跟踪算法。通过引导图像滤波(guided image filter, GIF)算法对目标图像进行滤波处理,保留有价值的模板信息并使不准确的背景模板模糊,有效增强目标图像;通过改进的深度学习算法对深度去噪自编码器训练和微调,更好地适应目标外观变化;构造粒子分类器框架根据粒子重要性权重定位目标。实验结果表明,该算法在微弱目标跟踪准确度和抗干扰能力上优于多种现有主流跟踪算法。     

结合高斯核函数的卷积神经网络跟踪算法

针对视觉跟踪中运动目标鲁棒性跟踪问题,结合高斯核函数和卷积神经网络(CNN),提出一种无需训练的卷积神经网络提取深度特征的视觉跟踪算法.首先,对初始图像进行归一化处理并聚类提取目标信息,结合跟踪过程中目标信息共同作为卷积网络结构中的各阶滤波器;其次,通过高斯核函数来提高卷积运算速度,提取目标简单抽象特征;最后,通过叠加简单层的卷积结果得到目标的深层次表达,并结合粒子滤波跟踪框架实现跟踪.结果表明:简化后的卷积网络结构能够有效地应对低分辨率、目标遮挡与形变等场景,提高复杂背景下的跟踪效率.     

一种时空特征融合的鲁棒视觉跟踪算法

针对视觉跟踪在复杂背景下因外观特征表征不足等原因造成的目标丢失问题,结合深度光流网络估计的运动特征,文中提出了一种基于时序信息和空间信息自适应融合的视觉跟踪算法。该算法在相关滤波跟踪框架基础上,引入递归全对场变换（RAFT）深度网络估计光流以获取目标的时序信息,提取目标的CN特征和HOG特征获取空间信息,然后融合目标时序信息和空间信息,以增强对目标时空特征的表征能力;其次,建立了一种跟踪结果质量判别机制,实时调整时序信息在融合过程中的权重, 有效提升了算法在复杂动态环境下的泛化能力。为评估算法的有效性,在OTB100和VOT2019两个数据集上进行了测试,实验结果表明,与主流视觉跟踪算法相比,所提算法的跟踪性能获得了显著提升,尤其在运动模糊、快速运动等属性的视频中,具有明显优势。     

二叉树模型在目标跟踪中的应用

目标跟踪一直是计算机视觉领域的重要研究课题,广泛应用于视频监控、交通监视、医学诊断等领域。文中提出了一种基于二叉树模型的目标跟踪算法,该方法通过二叉树分块,将图像的目标区域分割为若干大小不一的同类块,块内像素相近,可用一个值或向量统一表示;块间像素差距较大,从而构成整个目标的特征描述模型。并从准确性和跟踪速度两个方面对CT算法、基于四叉树模型的算法(QT算法)和提出的基于二叉树模型的算法(BT算法)进行了比较,结果表明:与基于四叉树模型的算法相比,基于二叉树模型的跟踪算法在准确性方面几乎不受影响的前提下,跟踪速度显著提升;与以跟踪速度快闻名的判别式CT算法相比,在跟踪速度大致相当的前提下,跟踪准确性却更好。     

基于CNN的粒子滤波目标跟踪算法研究

针对复杂场景下目标跟踪算法存在的跟踪目标丢失漂移等问题,提出一种粒子滤波框架下基于卷积神经网络（convolutional neural network,CNN）的目标跟踪算法.该算法采用CNN提取跟踪目标的高层语义特征,并引入离线训练方式,提高训练效率以及特征提取的泛化能力;利用粒子滤波算法框架,实现目标运动状态的有效估计;同时采用长时与短时两种更新策略,并引入困难样本挖掘的在线训练方式,以适应目标外观变化与背景干扰等复杂情况.仿真实验结果表明本文算法能有效适应遮挡、光照、剧烈运动等场景.与多个当前的跟踪算法在公开测试样本下进行了结果比较和分析,验证了本算法在解决跟踪目标丢失漂移等问题上的有效性.      

融合深度特征和FHOG特征的尺度自适应相关滤波跟踪算法

为了解决核相关滤波跟踪算法在复杂场景下跟踪效果差的问题,提出了一种融合深度特征和尺度自适应的相关滤波目标跟踪算法。首先,通过深度残差网络（ResNet）提取图像中被跟踪区域的深度特征,再提取目标区域方向梯度直方图（FHOG）特征,通过核相关滤波器学习,分别得到多个响应图,并对响应图进行加权融合,得到跟踪目标位置。其次,通过方向梯度直方图（FHOG）特征,训练一个PCA降维的尺度滤波器,实现对目标尺度的估计,使算法对目标尺度发生变化有很好的自适应能力。最后,根据响应图的峰值波动情况改进模型更新策略,引入重新检测机制,降低模型发生漂移概率,提高算法抗遮挡能力,在标准数据集OTB100中与其他7种目标跟踪算法进行比较。结果表明,相比原始KCF算法,改进后的KCF算法精准度提升了29.4%,成功率提升了25.9%。所提算法实现了对跟踪目标位置的精准估计,提高了尺度自适应能力和算法速度,增强了算法抗遮挡能力。[JP]     

一种长宽比自适应变化的目标尺度估计算法

针对视觉跟踪中由于尺度变化、遮挡等复杂场景造成的跟踪失败问题,提出一种尺度长宽比自适应变化的目标尺度估计算法.该算法采用35×35个尺度因子来实现对目标的长宽比估计,为了降低运算量,通过分层尺度估计对二维尺度采样因子进行选择,既确定了目标的最佳尺度,又提高了算法的运行速度;为了进一步提高跟踪算法的鲁棒性,使用相邻两帧之间响应向量的欧式距离作为评判模板是否更新的标准.将尺度估计和模板更新模块引入到目前3种性能出色的相关滤波算法DSST、HCF和OSA中,进行仿真验证.实验结果表明,与原始算法相比,引入模块的新算法在跟踪成功率和精度上均有显著提高,在OTB100数据集上,成功率与3种原始算法相比,分别提高了1.3％、1.4％ 和1.4％,精度分别提高了1.2％、1.3％ 和1.0％,尤其在尺度变化、目标遮挡等复杂场景下具有明显的优势.     

常用目标跟踪滤波算法分析

概括了在目标跟踪中常用的几种滤波算法，从目标模型建立到滤波器的算法原理进行了分析和归纳。这些算法各有特点．在不同的情况下它们的跟踪精度、实时性有很大差异。针对一种典型的目标运动，对其中有代表性的算法进行数据仿真，分析和验证了这几种典型滤波算法各项性能的差别。     

选择性搜索和多深度学习模型融合的目标跟踪

提出一种基于深度学习的多模型(卷积神经网络和卷积深信度网络)融合目标跟踪算法.该算法在提取候选粒子方面,使用选择性搜索和粒子滤波的方法.CVPR2013跟踪评价指标(50个视频序列、30个跟踪算法)验证了:该算法在跟踪中能有效地缓解目标物体由于遮挡、光照变化和尺度变化等因素造成的跟踪丢失情况的发生.     

基于马尔科夫决策过程的多目标跟踪算法

目前,多目标跟踪算法仍面临诸多挑战,例如遮挡、快速运动等所造成的影响难以完全规避.为了解决上述问题,提出一种基于马尔科夫决策过程的多目标跟踪算法.该算法将每个目标建模成一个马尔科夫决策过程,通过最大化奖励函数来驱动状态间的转移,并将强化学习训练用于数据关联相似度函数,有效地解决了目标遮挡问题.同时,为了解决物体快速运动...     

Performance of Resampling Algorithms Based on Particle Filter in Video Target Tracking

Particle filter is a common algorithm in video target tracking.But there are still some shortcomings,for example,particle degradation phenomenon.For solving this problem,the general solution is to introduce resampling step.At present,four kinds of resampling algorithms are widely used:multinomial resampling,residual resampling,stratified resampling and systematic resampling algorithms.In this paper,the performances of these four resampling algorithms were analyzed from realization principle,uniform distribution theory and computational complexity.Finally,through a series of video target tracking experiments,the systematic resampling algorithm had the smallest calculation load,the shortest running time and the maximum number of effective particles.So,it can be concluded that in the field of video target tracking,the systematic resampling algorithm has more advantages than other three algorithms both in the running time and the number of effective particles.     

AUV同时定位与跟踪算法研究

为了提高自治水下航行器的水下适应能力,对比目标跟踪与协同导航的概念,并仿照同时定位与制图方法,提出了基于EKF-SLAM框架和FastSLAM框架的自治水下航行器同时定位与跟踪算法.根据装备在携带低精度自定位传感器AUV上的声纳传感器持续探测非合作目标并估计目标航迹的同时,利用探测到的AUV与目标间的相对信息修正其自身航位推算带来的累积估计误差,从而提高AUV的自定位精度,AUV的定位和目标的状态估计同时进行,且要满足一定的精度.仿真比较了所提出的两种算法的精度,并验证了算法的有效性和一致性.