基于相關(guān)濾波器的長(zhǎng)時(shí)視覺(jué)目標(biāo)跟蹤方法
【圖文】：
實(shí)驗(yàn)參數(shù)再檢測(cè)模塊中，經(jīng)驗(yàn)閾值T為6，高斯分布σ=i酠N，M、N分別為目標(biāo)圖像塊的行、列像素?cái)?shù)量。2．1LKCF與KCF對(duì)比實(shí)驗(yàn)為說(shuō)明CN顏色特征和再檢測(cè)機(jī)制對(duì)提高KCF跟蹤效果的作用，本文進(jìn)行了對(duì)比實(shí)驗(yàn)�，F(xiàn)定義在KCF上只引入CN顏色特征的算法記為cKCF，只引入再檢測(cè)機(jī)制的算法記為rKCF，兩者都引入則為本文長(zhǎng)時(shí)核相關(guān)濾波器(LKCF)。實(shí)驗(yàn)使用OTB-50數(shù)據(jù)集［27］中的Deer視頻比較KCF、cKCF、rKCF及LKCF性能差異。首先繪制精確度圖，如圖1所示，并使用20個(gè)像素點(diǎn)時(shí)的精確度作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。其次，為直觀地呈現(xiàn)個(gè)算法的差異，還繪制了中心距離誤差圖，如圖2所示。圖1中心距離精確度Fig．1Centerdistanceprecision圖2中心距離誤差Fig．2Centerdistanceerror從圖1可以看出rKCF和LKCF的精度達(dá)到了100%，即在所有幀中，跟蹤目標(biāo)的中心坐標(biāo)與真實(shí)標(biāo)定值之間的歐氏距離都小于20個(gè)像素值。KCF的距離精度達(dá)到了87%，cKCF為90%，只比KCF多3個(gè)百分點(diǎn)，相比而言，在KCF基礎(chǔ)上引入再檢測(cè)機(jī)制的rKCF則增加了13個(gè)百分點(diǎn)，可看出再檢測(cè)機(jī)制可以顯著提高跟蹤效果。從圖2可以觀察到，KCF和cKCF在25幀附近中心距離產(chǎn)生了巨大偏差，而rKCF和LKCF此時(shí)表現(xiàn)出色，具體從圖3可看出在24幀所有跟蹤器都能較準(zhǔn)確跟蹤，在25幀KCF和cKCF跟蹤失敗，引入再檢測(cè)機(jī)制的rKCF和LKCF此時(shí)卻跟蹤成功，證明再檢測(cè)機(jī)制對(duì)提高跟蹤魯棒性的作用(注:圖3中目標(biāo)框線型對(duì)應(yīng)圖1中各跟蹤器線型，圖3(a)中4個(gè)跟蹤框重合)。在圖2中55
5290．5230．3560．3640．3860．1730．3640．3700．1450．090Woman0．9970．9360．9380．9360．1910．1660．2040．1590．6150．258均值0．6510．5690．5890．5120．5760．5290．2840．2550．3440．233從表1中可看出，本文算法的距離精確度均值為0．651，成功率均值為0．569，是5種跟蹤算法中綜合表現(xiàn)最好的，，且分別比KCF高6．2個(gè)百分點(diǎn)和5．1個(gè)百分點(diǎn)。為更形象地表現(xiàn)測(cè)試結(jié)果，圖4、圖5分別給出了5種跟蹤算法在15組測(cè)試視頻中，在不同閾值下的距離精確度和成功率。圖45種跟蹤算法在不同閾值下的距離精度Fig．4DPof5trackingalgorithmsatdifferentthresholds圖55種跟蹤算法在不同閾值下的成功率Fig．5SＲof5trackingalgorithmsatdifferentthresholds表2為5種跟蹤算法在測(cè)試視頻序列上的運(yùn)行速度對(duì)比結(jié)果，從結(jié)果可看出，本文提出的LKCF算法運(yùn)行速度排名第4，與最快的789．5幀每秒尚有差距，但仍能滿足實(shí)時(shí)跟蹤要求。表25種跟蹤算法運(yùn)行速度對(duì)比Tab．2Ｒunningspeedcomparisonof5trackingalgorithms算法平均每秒處理幀數(shù)算法平均每秒處理幀數(shù)LKCF49．3CT106．7KCF270．1STC798．5TLD38．83結(jié)語(yǔ)為解決基于相關(guān)濾波理論的跟蹤器在跟蹤快速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)時(shí)目標(biāo)丟失問(wèn)題，本文在核相關(guān)濾波(KCF)跟蹤算法的基礎(chǔ)上引入CN顏色特征及基于光流法的再檢測(cè)機(jī)制，提出了一種長(zhǎng)時(shí)核相關(guān)濾波(LKCF)跟蹤算法，該算法可在目標(biāo)跟蹤丟失時(shí)重新獲得目標(biāo)并繼續(xù)跟蹤。實(shí)驗(yàn)表明，本文算法在距離精確度均值和準(zhǔn)確度均值分別比KCF跟蹤算法高6．2、5．7個(gè)百分點(diǎn)，與近年來(lái)4個(gè)優(yōu)秀算法比較，在跟蹤快速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)時(shí)魯棒性最好，能滿足實(shí)時(shí)跟蹤?
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