粒子滤波算法在视频目标跟踪中的应用

首先介绍粒子滤波的基本理论,然后构建粒子滤波视频目标跟踪系统的状态模型和观测模型,进而根据状态模型和观测模型提出一种基于粒子滤波的视频目标跟踪算法,并通过实际的视频目标跟踪系统对算法进行实验分析,说明粒子滤波算法在视频目标跟踪中的优越性.     

基于超球体单形采样的BS-UKF算法在单站无源目标跟踪中的应用

根据单站无源目标定位跟踪模型,提出了一种基于超球体采样策略的BS-UKF(backward-smoothing unscent-ed Kalman filter)算法,并将其应用于单站无源目标跟踪.仿真分析表明,与标准比例采样的UKF(unscented kalman filter)和基于超球体单形采样的UKF相比,该算法在滤波精度上有显著的提高,在时间复杂度上有一定的增加,适合用于对定位精度要求较高的情况.     

云层背景下粒子滤波目标跟踪方法研究

对粒子滤波理论及其实现方法进行了研究.通过模拟实验验证了其优于卡尔曼跟踪的性能,并结合基于双正交小波的边缘形心提取方法和粒子滤波跟踪方法,构建了其跟踪框架.通过粒子数和系统状态转移方程的恰当选择,实现了云层背景下对背景简单的点目标和存在遮挡和旋转变化情况下的大目标进行跟踪.最后通过实验分析了粒子数目和状态方程的选取对跟踪精度的影响.实验证明,结合鲁棒性的小波检测方法和具有"多峰"描述的粒子滤波算法构造成的跟踪器,在运动目标存在局部遮挡和旋转变化等情况下能够实现稳定的目标跟踪.     

粒子滤波算法在视频目标跟踪中的应用

首先介绍粒子滤波的基本理论,然后构建粒子滤波视频目标跟踪系统的状态模型和观测模型,进而根据状态模型和观测模型提出一种基于粒子滤波的视频目标跟踪算法,并通过实际的视频目标跟踪系统对算法进行实验分析,说明粒子滤波算法在视频目标跟踪中的优越性。     

基于综合色度和梯度方向直方图的运动目标跟踪算法

本文在传统的Kalman滤波和Mean-Shift优化框架下提出了一种新的视频运动目标跟踪算法。融合色度直方图和梯度方向直方图,形成了一种新的综合直方图特征.构建运动目标图像区域的金字塔,采用Kalman滤波预测耦合Mean-Shift算法的框架,在尺度、位移空间内进行优化匹配搜索,确定最佳候选目标的位置信息。大量实验结果表明,本文提出的在滤波与优化算法框架下的运动目标跟踪算法,能够很好地解决运动目标的尺度伸缩、旋转和形变等难题,可以取得比基于传统直方图更好的稳定性和跟踪精度。     

交通视频中的Kalman滤波的多车辆跟踪算法

提出了一种交通视频中的Kalman滤波的多车辆跟踪算法.该算法利用Kalman滤波器反馈控制系统估计运动状态进行预测和修正,并为运动目标建立模型;利用当前车辆的信息对下一帧目标的位置进行预测,以便缩小目标的搜索范围和搜索时间,从而快速跟踪车辆.利用车辆的外接矩形框大小、质心等特征对车辆进行特征匹配,为交通视频中的车辆建立对应关系,利用新的系统参数更新模型,获得车辆的轨迹,如此反复,从而实现对车辆的跟踪.实验结果表明,此算法运算速度很快,对于车辆这样的快速运动目标,也具有较好的跟踪效果.     

基于颜色的粒子滤波非刚性目标实时跟踪算法

非刚性目标的跟踪与分析在计算机视觉领域引起了很多学者的关注.基于颜色的粒子滤波实时跟踪算法主要是利用视频图像的颜色直方图信息,综合考虑运动预测和帧间的相似性来确定目标的位置.提出一种改进粒子滤波算法并将其用于基于颜色的非刚性目标的实时跟踪问题中.仿真实验表明,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.     

基于改进“当前”统计模型和AKF的机动目标跟踪

采用"当前"统计模型设计Kalman滤波算法,实现对机动目标的自适应跟踪;并针对"当前"统计模型对机动目标跟踪中存在的缺陷,提出改进的"当前"统计模型,根据滤波估计值对最大加速度进行自适应调整,使得系统噪声方差随着目标运动情况自适应变化;此算法在没有增加任何计算量的基础上有效提高了机动目标的跟踪性能.通过对实际交通视频的仿真实验验证了算法的有效性.     

基于色彩相关直方图和粒子滤波的目标跟踪

为了提高视频运动目标跟踪的准确性,特别是为了提高在运动目标与背景颜色相近的情况下,或者目标发生了旋转或部分遮挡情况下的跟踪效果,提出一种基于色彩相关直方图和粒子滤波的彩色物体跟踪算法.该算法在粒子滤波基本框架之下,将目标色彩自相关直方图作为目标的描述特征,用于衡量不同预测状态与观测状态之间的色彩相关性.色彩相关直方图将...     

无人机视角下的特征匹配引导粒子滤波跟踪算法

粒子滤波(particle filter, PF)算法被广泛应用于视觉目标的跟踪,然而,在无人机视角下,摄像机与画面中的目标同时运动,导致了PF对目标运动状态的预测失效.针对此问题,提出一种面向无人机视角下的改进的粒子滤波跟踪算法——特征匹配引导的粒子滤波跟踪算法.首先,利用相邻两帧图像中目标物体尺度不变特征变换(scale invariant feature transform, SIFT)特征匹配的结果作为初次定位;然后,利用空间加权的HOG特征与PF相结合获取二次定位结果;最后,利用chamfer distance修正跟踪结果的SIFT特征点作为下一帧特征匹配的模板,从而循环产生准确的视频跟踪结果.比较试验表明,该算法有效地改善了传统PF跟踪算法在无人机视角下运动状态预测方程失效的问题,能够较准确地对运动目标进行跟踪.     

基于高斯混合模型的视频对象分割算法

针对应用高斯混合模型（GMM）进行视频建模与分割时的模型选择及参数估计初值选择的难点，提出了一种基于GMM的视频对象分割算法．首先进行特征提取，在特征矢量中引入加权运动信息，可根据不同需要选择合理的加权系数，然后通过分割投影进行模型选择及期望最大化（EM）算法的参数初始化并估计参数，这种初值选择方案使得EM算法的初值和真实值较接近，加快了迭代运算的收敛速度，从而提高了视频对象的分割速度，最后对特征矢量进行聚类分割．仿真实验表明，在保持良好分割效果的同时，所提算法的运算速度约为常规方案的76％，并且具有良好的稳定性．     

Maneuvering target tracking algorithm based on CDKF in observation bootstrapping strategy

The selection and optimization of model filters affect the precision of motion pattern identifica-tion and state estimation in maneuvering target tracking directly.Aiming at improving performance of model filters, a novel maneuvering target tracking algorithm based on central difference Kalman filter in observation bootstrapping strategy is proposed.The framework of interactive multiple model ( IMM) is used to realize identification of motion pattern, and a central difference Kalman filter ( CDKF) is selected as the model filter of IMM.Considering the advantage of multi-sensor fusion method in improving the stability and reliability of observation information, the hardware cost of the observation system for multiple sensors is adopted, meanwhile, according to the data assimilation technique in Ensemble Kalman filter( EnKF) , a bootstrapping observation set is constructed by in-tegrating the latest observation and the prior information of observation noise.On that basis, these bootstrapping observations are reasonably used to optimize the filtering performance of CDKF by means of weight fusion way.The object of new algorithm is to improve the tracking precision of ob-served target by the multi-sensor fusion method without increasing the number of physical sensors. The theoretical analysis and experimental results show the feasibility and efficiency of the proposed algorithm.     

相机运动状态下的实时运动目标跟踪算法

提出了一种相机运动状态下的实时运动目标跟踪算法。根据运动目标对光流结果的影响对特征点进行筛选;利用光流法对相机的全局运动进行估计;根据全局运动估计的结果对粒子滤波的运动方程进行修正,选取颜色直方图作为目标的特征模型,实现对移动目标的跟踪。实验结果表明,在相机运动的状态下,能够准确快速跟踪运动目标,可以达到实时性要求,具有非常好的鲁棒性。     

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。     

三维场景的运动分析及图像分割方法研究

提出一种利用三维场景模型对视频图像进行分析并实现图像分割的方法,利用图像序列的前两帧获得图像的深度映像,实现场景的三维网络描述,采用简单的线线算法获得运动参数,并对场景模型不断修正,实验结果表明,这种方法有交地实现了视频分割,目标跟踪以及VOP（视频对象平面）的构造。     

检测区域自适应调整的TLD多目标跟踪算法

传统的TLD目标跟踪算法由于检测区域过大导致检测时间过长,并对相似目标跟踪效果不理想且只能对单个目标快速跟踪.针对这些问题,利用双Kalman滤波加速预测的DKF检测区域优化算法构造了一种检测区域可自适应调整的多目标跟踪算法——TLD-DOMO算法.TLD-DOMO算法的多目标检测器可对各目标的潜在运动范围进行预测,使其检测区域的大小及位置自适应地调整至最佳状态,以此提升对多目标跟踪的精度及效率.此外,该方法可有效地降低多目标间的相互干扰,支持对多相似目标的同时跟踪.实验结果表明:TLD-DOMO算法在对各测试视频的多目标跟踪中,跟踪速度均有提升,加速比为1.55~2.94倍;在多相似目标跟踪中,对各目标的检测与识别效果优于原TLD算法.     

一种视频对象提取与跟踪的新方法

针对视频对象的分割问题，提出了一种新的视频对象提取与跟踪方法．首先采用分水岭分割和区域合并的方法进行初始分割，再通过光流场估计和全局运动估计计算全局运动的残余误差，在分割的每个区域上利用残余误差数据进行假设检验以确定运动区域，组合所有的运动区域即可提取完整的视频对象．然后使用双向投影的方法在后续帧中快速准确地跟踪视频对象，前向投影用来定位视频对象和简化分割计算，后向投影则用来确定每个分割的区域是否属于跟踪的视频对象．对MPEG-4测试序列的实验结果表明，本方法具有良好的分割性能．     

一种自动分割视频对象的新方法

提出了一种视频对象自动分割及跟踪方法。该算法首先进行相邻帧差分检测和Canny边缘提取,得到相邻帧差分边缘模板;其次在相邻帧差分边缘和当前帧边缘的基础上,检测出视频对象的初始边缘模板。然后分为快变和慢变两部分进行跟踪,并对视频对象边缘模板更新以适应对象的运动;最后根据跟踪更新出的视频对象二值边缘模板,通过文中提出的填充技术及模板轮廓修正得到精确的视频对象模板提取出视频对象。实验验证表明,该算法对目标的整体运动和局部形变都有较强的适应性。此外,算法还具有简便、准确性高的特点。     

基于轨迹提取算法的视频关联动作跟踪仿真

针对已有视频关联跟踪方法无法准确提取关联动作轨迹, 导致视频关联动作跟踪结果出现较大偏差, 且跟踪速率较低的问题, 提出一种基于轨迹提取算法的视频关联动作跟踪方法. 首先, 根据多元组理念组建多元组轨迹提取模型, 划分运动视频图像特征分布矢量化集合, 计算视频图像分割支持向量机临界值; 其次, 通过颜色系统分离像素特征, 利用虚拟视景重构输出关联动作轨迹提取值; 再次, 在多粒度滤波器训练中设置预期输出值, 采用Fourier变换将卷积计算转变成点乘运算, 计算各粒度下边界最小矩形重叠率; 最后, 通过欧氏距离获得两个边界最小矩阵变换情况, 明确各粒度的轨迹波动程度, 完成视频关联动作跟踪全过程. 实验结果表明, 该方法的视频关联动作跟踪速率为14.9 帧/s, 能有效提高目标跟踪速率, 实现精准的视频关联动作跟踪.     

多车辆跟踪时目标粘连的解决方法

复杂交通中车辆间的相互遮挡会造成图像中的车辆粘连,针对这一问题,提出了一种新的基于Kalman预测模型与正交投影定位理论的多运动目标分割与跟踪方法.利用粘连车辆在时域上的历史运动信息和Kalman预测结果,在二值图像中构建特定粘连车辆的分割窗;在分割窗内利用水平-垂直正交投影和动态阈值的理论方法,确定目标最小外接矩形.设计目标分割评判函数,确定粘连车辆分割的合理性,并给出相应的处理结果.实验结果表明,该方法能够有效处理目标相互粘连的情况,实现目标的稳定准确跟踪,并且计算复杂度低,能够满足实时环境的需求.