本文關(guān)鍵詞：基于水平集表示和均值漂移的運動目標(biāo)檢測與跟蹤研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《燕山大學(xué)》 2015年

基于水平集表示和均值漂移的運動目標(biāo)檢測與跟蹤研究

韓明  

【摘要】：視頻圖像序列中運動目標(biāo)檢測與跟蹤是計算機視覺領(lǐng)域的重要研究內(nèi)容之一,同時也是多學(xué)科交叉的研究課題。目標(biāo)檢測與跟蹤是后續(xù)視頻分析的關(guān)鍵步驟,目前出現(xiàn)了很多目標(biāo)檢測與跟蹤的理論和系統(tǒng),但是在目標(biāo)檢測與跟蹤的準(zhǔn)確性和實時性上與現(xiàn)場要求有一定的差距。針對復(fù)雜環(huán)境下的目標(biāo)檢測與跟蹤不理想的問題,本文以混合高斯背景建模為基礎(chǔ),調(diào)整混合高斯模型參數(shù),構(gòu)建圖像序列中自適應(yīng)更新的背景模型,從而為目標(biāo)檢測提供基礎(chǔ);以水平集理論為支撐,結(jié)合局部能量信息和改進的符號距離正則項進行準(zhǔn)確的目標(biāo)分割;最后在均值漂移框架下,利用水平集表示的各向異性核函數(shù)模型實現(xiàn)對目標(biāo)的準(zhǔn)確跟蹤。主要研究內(nèi)容如下:首先,針對非平穩(wěn)背景下的復(fù)雜場景,提出了一種自適應(yīng)調(diào)整K-r的混合高斯背景建模和目標(biāo)檢測算法。利用混合高斯模型(GMM)學(xué)習(xí)每個像素在時間域上的分布,構(gòu)建自適應(yīng)調(diào)整高斯分量K的方法,并針對不同情況,對描述像素的高斯分量數(shù)進行增加、刪除或合并;在此基礎(chǔ)上,模型參數(shù)更新式中引入兩個新的參數(shù)kC和Kj,從而能夠根據(jù)實際情況自適應(yīng)調(diào)整r的值,使得背景建模和目標(biāo)檢測能夠準(zhǔn)確實時地隨像素變化而變化,從而減少運動目標(biāo)信息的損失,提高算法的魯棒性和收斂性。其次,針對傳統(tǒng)C-V模型對顏色不均勻圖像分割失敗并且對初始輪廓和位置敏感問題,以及現(xiàn)有符號距離正則項存在周期性振蕩和局部極值問題。該文提出結(jié)合局部能量信息和改進的符號距離正則項的圖像目標(biāo)分割算法(LDRCV模型)。該算法在傳統(tǒng)C-V模型的全局圖像信息基礎(chǔ)上增加局部信息能量項、曲線長度約束項和符號距離正則項,充分繼承全局和局部能量泛函的優(yōu)點,驅(qū)動水平集準(zhǔn)確演化到目標(biāo)邊界。將全局圖像信息擴展到HSV空間,并使用局部能量項信息分析每個像素及其領(lǐng)域內(nèi)的統(tǒng)計特性,在較少的迭代次數(shù)內(nèi)有效分割顏色分布不均勻圖像。再次,對現(xiàn)有符號距離正則項進行改進,在避免水平集函數(shù)重新初始化的同時,解決符號距離正則項的周期性振蕩和局部極值問題,提高算法效率,保證水平集函數(shù)演化過程的穩(wěn)定性。對LDRCV模型中水平集演化的終止條件引入閾值判別法,檢測每次迭代曲線L(C)的變化長度來判斷是否需要終止迭代,當(dāng)演化曲線到達目標(biāo)輪廓附近時相鄰兩次演化曲線的長度值之差越來越小,當(dāng)小于某一閾值時,則認為曲線演化到了目標(biāo)輪廓上,此時停止演化。最后,傳統(tǒng)均值漂移算法中的各項同性核函數(shù)在目標(biāo)跟蹤過程中常常導(dǎo)致目標(biāo)跟蹤丟失,結(jié)合本文中的水平集理論和改進的符號距離正則項,提出基于水平集表示的各向異性核函數(shù)模板自適應(yīng)的均值漂移目標(biāo)跟蹤算法。該算法在符號距離核函數(shù)的基礎(chǔ)上引入符號距離約束函數(shù),構(gòu)成各向異性核函數(shù),保持目標(biāo)輪廓外部區(qū)域的函數(shù)值為零,使得跟蹤窗包含所有的目標(biāo)樣本點,而少量包含或者不包含背景樣本點;以傳統(tǒng)均值漂移框架為基礎(chǔ),構(gòu)造出各向異性核函數(shù)均值漂移窗口形心計算方法;引入相似度閾值thrr對前后兩幀目標(biāo)模板的變化情況進行限制,最終實現(xiàn)目標(biāo)的準(zhǔn)確跟蹤。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TP391.41
【目錄】：

下載全文 更多同類文獻

CAJ全文下載

(如何獲取全文？ 歡迎：購買知網(wǎng)充值卡、在線充值、在線咨詢)

CAJViewer閱讀器支持CAJ、PDF文件格式

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 胡世英,周源華;模糊選擇多分辨率Kohonen聚類網(wǎng)絡(luò)用于灰度圖像分割[J];電子學(xué)報;1999年10期

2 魏建猛;陳松;龐首顏;;改進的混合高斯模型視頻運動目標(biāo)檢測算法[J];重慶交通大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2013年02期

3 屈晶晶;辛云宏;;連續(xù)幀間差分與背景差分相融合的運動目標(biāo)檢測方法[J];光子學(xué)報;2014年07期

4 韓明;劉教民;孟軍英;王震洲;;一種自適應(yīng)調(diào)整K-r的混合高斯背景建模和目標(biāo)檢測算法[J];電子與信息學(xué)報;2014年08期

5 李俊,楊新,施鵬飛;基于Mumford-Shah模型的快速水平集圖像分割方法[J];計算機學(xué)報;2002年11期

6 劉文萍;吳立德;;圖像分割中閾值選取方法比較研究[J];模式識別與人工智能;1997年03期

7 李鄉(xiāng)儒,吳福朝,胡占義;均值漂移算法的收斂性[J];軟件學(xué)報;2005年03期

8 彭寧嵩,楊杰,劉志,張風(fēng)超;Mean-Shift跟蹤算法中核函數(shù)窗寬的自動選取[J];軟件學(xué)報;2005年09期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 王曉峰;水平集方法及其在圖像分割中的應(yīng)用研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2009年

【共引文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 康一梅;謝晚冬;胡江;黃琪;;目標(biāo)尺度自適應(yīng)的Mean Shift跟蹤算法[J];兵工學(xué)報;2011年02期

2 李俊韜;張海;范躍祖;;復(fù)雜交通場景中多運動目標(biāo)分割算法[J];北京航空航天大學(xué)學(xué)報;2006年03期

3 錢華明;姜波;;一種基于多通道衛(wèi)星云圖的臺風(fēng)分割方法[J];北京航空航天大學(xué)學(xué)報;2011年04期

4 周震;馬斌榮;;結(jié)合水平集和區(qū)域生長的腦MR圖像分割[J];北京生物醫(yī)學(xué)工程;2007年01期

5 王杰;王加銀;;Mean Shift算法的收斂性討論[J];北京師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2008年05期

6 李紅波;曾德龍;吳渝;;基于Mean-Shift和粒子濾波的兩步多目標(biāo)跟蹤方法[J];重慶郵電大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2010年01期

7 陳鴻;董文明;陳杰;;基于改進Mumfold-Shah模型的圖像分割算法[J];重慶工學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);2009年04期

8 胡淑芳;;基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和Mean-shift的目標(biāo)跟蹤方法[J];重慶工學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);2009年12期

9 詹建平;黃席樾;沈志熙;杜長海;;基于均值漂移和卡爾曼濾波的目標(biāo)跟蹤方法[J];重慶理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2010年03期

10 宮軼松;歸慶明;李保利;喬書波;張靈敏;;基于均值漂移的粒子濾波算法設(shè)計及其在導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用[J];測繪學(xué)報;2011年S1期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王玉全;基于全景視覺的移動機器人同時定位與地圖創(chuàng)建方法研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年

2 王興梅;水下聲納圖像的MRF目標(biāo)檢測與水平集的輪廓提取方法研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年

3 王雷光;基于非模糊均值漂移的高空間分辨率遙感影像區(qū)域分割算法研究[D];武漢大學(xué);2009年

4 袁海龍;SSS巡天星表系統(tǒng)設(shè)計和光纖分配算法優(yōu)化[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

5 王興家;基于4D-CT數(shù)據(jù)的心臟重構(gòu)方法研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

6 徐一鳴;小靈巧炸彈末制導(dǎo)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];南京理工大學(xué);2011年

7 邱雪娜;基于視覺的運動目標(biāo)跟蹤算法及其在移動機器人中的應(yīng)用[D];華東理工大學(xué);2011年

8 劉獻如;視頻圖像序列目標(biāo)跟蹤算法及其應(yīng)用研究[D];中南大學(xué);2011年

9 徐琨;交通視頻監(jiān)控中的車輛檢測與跟蹤方法研究[D];長安大學(xué);2009年

10 侯葉;基于圖論的圖像分割技術(shù)研究[D];西安電子科技大學(xué);2011年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 田冰;基于SOM網(wǎng)的多目標(biāo)圖像輪廓提取技術(shù)的研究[D];南昌航空大學(xué);2010年

2 李光;基于均值偏移的視頻目標(biāo)跟蹤、檢測算法研究及系統(tǒng)實現(xiàn)[D];浙江理工大學(xué);2010年

3 包玉剛;視頻圖像中的運動目標(biāo)跟蹤算法研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年

4 門琳娜;基于全向視覺的足球機器人定位的研究[D];長沙理工大學(xué);2010年

5 孫莉莉;基于FCM的圖像分割算法研究[D];廣西民族大學(xué);2010年

6 焦偉;紅外移動目標(biāo)跟蹤算法的改進研究[D];哈爾濱理工大學(xué);2010年

7 王英妹;基于視頻的目標(biāo)檢測與跟蹤的研究[D];昆明理工大學(xué);2009年

8 張德秀;基于PTZ攝像機運動目標(biāo)主動跟蹤技術(shù)的研究[D];昆明理工大學(xué);2010年

9 董德毅;基于Mean shift算法的目標(biāo)跟蹤方法研究[D];中南林業(yè)科技大學(xué);2009年

10 楊帆;窗口自適應(yīng)的目標(biāo)跟蹤算法研究[D];西安電子科技大學(xué);2011年

【二級參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 何楠楠;杜軍平;;智能視頻監(jiān)控中高效運動目標(biāo)檢測方法研究[J];北京工商大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2009年04期

2 魏志強;紀筱鵬;馮業(yè)偉;;基于自適應(yīng)背景圖像更新的運動目標(biāo)檢測方法[J];電子學(xué)報;2005年12期

3 張玲,陳麗敏,何偉,郭磊民;基于視頻的改進幀差法在車流量檢測中的應(yīng)用[J];重慶大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2004年05期

4 許悅雷,左繼章,張雄,畢篤彥;一種累積幀差視頻對象分割算法[J];光電工程;2004年07期

5 鄔大鵬;程衛(wèi)平;于盛林;;基于幀間差分和運動估計的Camshift目標(biāo)跟蹤算法[J];光電工程;2010年01期

6 蘇禮坤;陳懷新;;中值濾波的視頻背景更新[J];光電工程;2010年01期

7 魏建猛;陳松;龐首顏;;改進的混合高斯模型視頻運動目標(biāo)檢測算法[J];重慶交通大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2013年02期

8 劉皞;趙峰民;陳望達;;一種基于背景自適應(yīng)的運動目標(biāo)檢測與跟蹤算法[J];海軍航空工程學(xué)院學(xué)報;2012年01期

9 劉文萍,吳立德;一種對空中目標(biāo)圖像自適應(yīng)分割方法[J];紅外與毫米波學(xué)報;1996年04期

10 李鵬;陳錢;鄭海鷗;何寶福;;基于復(fù)雜背景的紅外小目標(biāo)圖像預(yù)處理方法[J];紅外與激光工程;2011年05期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 畢松;交通狀態(tài)視覺識別方法研究[D];北京郵電大學(xué);2012年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 陳雨絲;基于背景差分的光照魯棒性運動目標(biāo)檢測與跟蹤技術(shù)研究[D];西南交通大學(xué);2011年

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 段先華;夏德深;;基于橢圓約束分割心臟MRI圖像的水平集模型[J];計算機工程;2007年16期

2 孫涌;王志堅;索麗生;;水平集法對流場相界面應(yīng)用的分析與研究[J];蘇州大學(xué)學(xué)報(工科版);2007年03期

3 王超逸;湯盈盈;;形狀敏度及水平集在結(jié)構(gòu)優(yōu)化中的運用[J];山西建筑;2008年07期

4 李宏友;汪同慶;葉俊勇;劉青;;一種新的水平集進化模型[J];儀器儀表學(xué)報;2008年07期

5 余瑞星;朱冰;呂梅柏;;一種新的水平集停止項函數(shù)選取方法研究[J];系統(tǒng)仿真學(xué)報;2008年22期

6 董建園;郝重陽;齊敏;;基于策略演化水平集的醫(yī)學(xué)圖像快速分割[J];中國圖象圖形學(xué)報;2009年08期

7 陸意駿;陳一民;黃詩華;陳明;姚爭為;;基于粒子濾波與改進水平集的人手跟蹤[J];計算機工程;2010年13期

8 李靜;王軍政;梁少敏;沈偉;;基于改進水平集的多運動目標(biāo)檢測方法[J];北京理工大學(xué)學(xué)報;2011年05期

9 熊友誼;張瑩;;基于水平集的海島(礁)提取[J];測繪與空間地理信息;2012年03期

10 王曉飛;龐全;;基于圓形約束快速水平集的原生質(zhì)體細胞分割[J];中國圖象圖形學(xué)報;2013年01期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 王一波;胡仲翔;姚耀;;基于水平集的激光條紋提取方法[A];2009全國虛擬儀器大會論文集（一）[C];2009年

2 田昊;楊劍;李國輝;;基于變分水平集的遙感影像建筑物檢測[A];第18屆全國多媒體學(xué)術(shù)會議（NCMT2009）、第5屆全國人機交互學(xué)術(shù)會議（CHCI2009）、第5屆全國普適計算學(xué)術(shù)會議（PCC2009）論文集[C];2009年

3 曹曉光;崔林艷;;基于閾值和水平集的尿沉渣圖像分割組合算法[A];第六屆全國信息獲取與處理學(xué)術(shù)會議論文集（1）[C];2008年

4 王斐;趙杰煜;;基于多重網(wǎng)格的水平集圖像分割方法[A];第十四屆全國圖象圖形學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2008年

5 梅立超;姜慧研;張柳青;劉洪娟;;基于GPU和水平集的肝臟快速分割方法的研究[A];第九屆全國信息獲取與處理學(xué)術(shù)會議論文集Ⅱ[C];2011年

6 凌和良;鄔冬華;劉瑞霞;;變測度的積分型全局優(yōu)化算法[A];中國運籌學(xué)會第七屆學(xué)術(shù)交流會論文集（下卷）[C];2004年

7 程俊霞;;水平集方程在四邊形網(wǎng)格上的數(shù)值離散方法[A];中國工程物理研究院科技年報(2008年版)[C];2009年

8 金小禮;雷作勝;張浩斌;鄧康;任忠鳴;;氣泡在不互溶兩相流體界面行為的數(shù)值模擬[A];第十三屆（2009年）冶金反應(yīng)工程學(xué)會議論文集[C];2009年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 韓明;基于水平集表示和均值漂移的運動目標(biāo)檢測與跟蹤研究[D];燕山大學(xué);2015年

2 秦傳波;基于微型機器人的自動化顯微注射系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];華南理工大學(xué);2015年

3 楊紅喆;水平集理論及其在醫(yī)學(xué)圖像分割中的應(yīng)用[D];北京理工大學(xué);2014年

4 李夢;圖像分割的變分水平集模型研究[D];重慶大學(xué);2011年

5 方江雄;基于變分水平集的圖像分割方法研究[D];上海交通大學(xué);2012年

6 莊春剛;基于水平集的多材料結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化設(shè)計方法與應(yīng)用[D];上海交通大學(xué);2007年

7 徐楊;面向視頻監(jiān)控的動態(tài)目標(biāo)檢測、跟蹤與識別關(guān)鍵技術(shù)研究[D];東北大學(xué);2012年

8 謝強軍;變分水平集理論及其在醫(yī)學(xué)圖像分割中的應(yīng)用[D];浙江大學(xué);2009年

9 李傳龍;基于水平集和模糊聚類方法的圖像分割技術(shù)研究[D];大連海事大學(xué);2012年

10 張偉;一類橢圓偏微分方程解的水平集的高斯曲率估計[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 詹新玲;基于FLICM模糊聚類和水平集算法的醫(yī)學(xué)圖像分割[D];河北大學(xué);2015年

2 劉曉婧;基于顯著區(qū)域的水平集圖像分割算法研究[D];遼寧大學(xué);2015年

3 張暐;基于動量水平集模型的虹膜定位算法研究[D];蘭州大學(xué);2015年

4 張旭梅;水平集理論及其在醫(yī)學(xué)圖像分割中的應(yīng)用研究[D];陜西師范大學(xué);2015年

5 劉采薇;一種自動的三維軟骨分割方法的研究與實現(xiàn)[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

6 楊焜;實現(xiàn)全局優(yōu)化的支撐區(qū)域水平集算法[D];上海交通大學(xué);2009年

7 金大年;基于水平集的醫(yī)學(xué)圖像分割算法研究[D];第一軍醫(yī)大學(xué);2005年

8 于廣婷;基于水平集的圖像分割方法研究[D];西南交通大學(xué);2014年

9 陽曙光;用于多核平臺的并行水平集內(nèi)核設(shè)計與分析[D];汕頭大學(xué);2009年

10 王楠;扭曲剛性方程解的水平集的凸性估計[D];曲阜師范大學(xué);2014年

  本文關(guān)鍵詞：基于水平集表示和均值漂移的運動目標(biāo)檢測與跟蹤研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：231939