基于相關(guān)濾波的目標(biāo)跟蹤算法研究
本文關(guān)鍵詞:基于相關(guān)濾波的目標(biāo)跟蹤算法研究,,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:近年來,目標(biāo)跟蹤技術(shù)的研究取得了很大進(jìn)步,涌現(xiàn)出許多優(yōu)秀的目標(biāo)跟蹤算法,但仍然面臨著一系列的挑戰(zhàn),例如攝像機(jī)快速抖動(dòng)、目標(biāo)遮擋、目標(biāo)尺度變化等,經(jīng)常導(dǎo)致目標(biāo)跟蹤發(fā)生漂移或失敗。為了解決相關(guān)目標(biāo)跟蹤過程中目標(biāo)遇到遮擋及尺度變換的問題,本文針對特征融合和自適應(yīng)尺度變換等問題進(jìn)行了深入研究,主要成果如下:(1)提出了一種自適應(yīng)加權(quán)融合目標(biāo)顏色特征和HOG特征的方法,先根據(jù)兩種特征分別訓(xùn)練最小二乘法分類器,跟蹤得到目標(biāo)位置。并根據(jù)兩種特征響應(yīng)值的大小自適應(yīng)為兩種特征分配權(quán)重,提高了目標(biāo)跟蹤的魯棒性;(2)分析了目標(biāo)表觀模型和分類器參數(shù)的學(xué)習(xí)速率對目標(biāo)跟蹤的影響,利用幀差法分析相鄰兩幀圖像的變化速率,在特征融合算法的基礎(chǔ)上根據(jù)圖像的變化速率設(shè)計(jì)了一種分類器學(xué)習(xí)速率的分段調(diào)整方法,可有效解決目標(biāo)遮擋造成的目標(biāo)跟蹤失敗的問題;(3)給出了一種尺度預(yù)測的方法,依據(jù)特征融合檢測到的目標(biāo)位置,提取不同尺度大小的樣本的HOG特征,通過訓(xùn)練核函數(shù)的最小二乘法分類器,從而獲得尺度輸出響應(yīng)的最大值完成對目標(biāo)尺度的預(yù)測。該方法可以依據(jù)目標(biāo)尺度大小變化,自適應(yīng)改變矩形跟蹤框大小,提高目標(biāo)跟蹤的精度。(4)將以上3種算法結(jié)合在一起,形成本文最終的算法,從標(biāo)準(zhǔn)視頻序列中選取9組具有目標(biāo)遮擋、尺度變化及不同種類的視頻序列對該算法進(jìn)行測試,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該算法的平均中心位置誤差(CLE)為5.18 pixels,平均距離精度(DP)可達(dá)95.09%,平均重疊精度(OP)高達(dá)96.44%。與現(xiàn)有的基于相關(guān)濾波器的目標(biāo)跟蹤方法中的最優(yōu)者相比,該算法的平均中心位置誤差(CLE)減少了4.09 pixels,平均距離精度(DP)提高了6.75%,平均重疊精度(OP)提高了22.24%,在目標(biāo)遮擋和尺度變換等復(fù)雜條件下,該算法依然能夠穩(wěn)定準(zhǔn)確地跟蹤運(yùn)動(dòng)目標(biāo),具有十分重要的理論價(jià)值和應(yīng)用研究價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】:視覺目標(biāo)跟蹤 相關(guān)濾波器 遮擋 尺度預(yù)測
【學(xué)位授予單位】:北方工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號】:TP391.41
【目錄】:
- 摘要3-4
- Abstract4-8
- 第一章 緒論8-14
- 1.1 研究背景及意義8-9
- 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-12
- 1.3 主要研究內(nèi)容及章節(jié)安排12-13
- 1.4 本章小結(jié)13-14
- 第二章 相關(guān)濾波目標(biāo)跟蹤算法基礎(chǔ)14-26
- 2.1 相關(guān)濾波器14-17
- 2.1.1 相關(guān)的基本概念14-16
- 2.1.2 經(jīng)典的相關(guān)濾波器16-17
- 2.2 核函數(shù)的基本介紹17-18
- 2.3 訓(xùn)練樣本特征18-21
- 2.3.1 采集訓(xùn)練樣本18-20
- 2.3.2 提取樣本特征20-21
- 2.4 核化的正則化最小二乘法分類器(KRLS)21-25
- 2.4.1 訓(xùn)練分類器22-23
- 2.4.2 目標(biāo)位置檢測23
- 2.4.3 更新分類器23-25
- 2.5 本章小結(jié)25-26
- 第三章 基于多特征融合的目標(biāo)跟蹤算法26-41
- 3.1 自適應(yīng)顏色特征26-28
- 3.1.1 顏色特征基本概念26-27
- 3.1.2 低維自適應(yīng)顏色屬性27-28
- 3.2 方向梯度直方圖(HOG)28-31
- 3.3 自適應(yīng)顏色特征和方向梯度直方圖(HOG)特征的融合31-33
- 3.3.1 傳統(tǒng)的特征融合方法32
- 3.3.2 決策層特征融合32-33
- 3.4 學(xué)習(xí)速率對跟蹤的影響33-35
- 3.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析35-40
- 3.5.1 性能評估35-36
- 3.5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果36
- 3.5.3 對比分析36-40
- 3.6 本章小結(jié)40-41
- 第四章 基于尺度預(yù)測的目標(biāo)跟蹤算法41-51
- 4.1 尺度預(yù)測過程41-42
- 4.2 多尺度跟蹤算法流程42-44
- 4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析44-50
- 4.3.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果44-45
- 4.3.2 對比分析45-50
- 4.4 本章小結(jié)50-51
- 第五章 總結(jié)及展望51-53
- 參考文獻(xiàn)53-57
- 申請學(xué)位期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文57-58
- 致謝58
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本文編號:288765
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