【摘要】：運動跟蹤識別,是計算機視覺的基礎(chǔ)和關(guān)鍵技術(shù)以及數(shù)字圖像處理的重要分支。它為用戶提供查看和檢索的運動信息,為目標特征提取、識別分類提供基礎(chǔ),其結(jié)果直接影響行為理解、語義描述以及推理決策等后繼的高層次處理。目前這些技術(shù)已在軍事科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)科學(xué)、信息科學(xué)和氣象學(xué)等領(lǐng)域的科研和工程實踐中發(fā)揮著極大的作用。本論文研究了運動跟蹤識別中光流和遮擋的計算檢測、運動目標的跟蹤、動作識別的三個具體問題。這三個具體問題是計算機視覺領(lǐng)域中研究內(nèi)容的重要組成部分,為智能化分析提供重要依據(jù)。然而,由于運動狀態(tài)的復(fù)雜性以及人類對視覺系統(tǒng)感知運動的機理認識不足,運動跟蹤識別仍然是一個富有挑戰(zhàn)性難題。稀疏表示的特征是具有穩(wěn)定的重構(gòu)能力和充分的維度減少能力。它能夠有效的表示圖像/視頻數(shù)據(jù)中本質(zhì)的、有意義的關(guān)鍵內(nèi)容,抑制噪聲和遮擋的影響。基于稀疏表示的最小化,能有效的提高運算的效率和魯棒性。目前,基于稀疏表示模型的方法引起了廣泛的關(guān)注。本論文內(nèi)容包括四個方面:基于稀疏模型實現(xiàn)光流和遮擋的計算檢測;發(fā)展一個魯棒稀疏模型;發(fā)展一個稀疏模型用于運動目標的跟蹤;基于稀疏模型實現(xiàn)動作識別。(1)在遮擋區(qū)域中,有意義信息過少往往導(dǎo)致運動物體出現(xiàn)模糊屬性。為此,本文組合了時空域與變換域中的稀疏特征表示遮擋,采用Stein-Weiss解析函數(shù)作為變分模型正則化函數(shù)和稀疏模型變換函數(shù),從而建立一個統(tǒng)一的沒有經(jīng)由稀疏轉(zhuǎn)換的稀疏模型和伴隨有稀疏轉(zhuǎn)換的稀疏模型的光流框架。對于伴隨有稀疏轉(zhuǎn)換的稀疏模型的字典學(xué)習(xí),通過沒有經(jīng)由稀疏轉(zhuǎn)換的稀疏模型直接生成一個全局的字典,從而將該全局的字典生成對應(yīng)層疊塊的小塊字典。在Middlebury和Sintel評估數(shù)據(jù)庫中,對比目前一些流行的檢測光流與遮擋的算法,本文的算法具有優(yōu)越的表現(xiàn)效果。(2)為了有效地從多個任務(wù)中選擇共享的稀疏特征,本文提出了一個魯棒的多任務(wù)學(xué)習(xí)模型。在損失函數(shù)方面,非平滑函數(shù)的調(diào)節(jié)設(shè)置抑制了每個任務(wù)噪音的影響。在正則化條件方面,非凸性質(zhì)的正則化條件能夠良好地逼近原始的0型正則化條件,且凸性質(zhì)的正則化條件往往允許有一個全局的最優(yōu)解。本文使用了凸性質(zhì)和非凸性質(zhì)的條件正則化加權(quán)矩陣,進行有效的平衡和杠桿;同時發(fā)展了一個有效的優(yōu)化方法解決非平滑非凸的最小化問題。在合成的數(shù)據(jù)與評估數(shù)據(jù)集的實驗中,對比目前一些流行的多任務(wù)特征學(xué)習(xí)算法,本文的算法具有優(yōu)越的表現(xiàn)效果。(3)為了有效地在目標跟蹤中應(yīng)用多任務(wù)共享稀疏特征,本文提出了一個具有調(diào)節(jié)和識別能力的多任務(wù)稀疏特征模型。在損失函數(shù)方面,非平滑函數(shù)的設(shè)置調(diào)節(jié)了每個任務(wù)的噪音水平。在正則化條件方面,加權(quán)矩陣分離為兩個特定的結(jié)構(gòu),探索相關(guān)任務(wù)的共享稀疏特征以及識別不相關(guān)的任務(wù);同時發(fā)展了一個有效的優(yōu)化方法解決非平滑非凸的最小化問題。在公開可用的視頻序列數(shù)據(jù)庫中,對比目前一些流行的目標跟蹤算法,本文的算法具有優(yōu)越的表現(xiàn)效果。(4)本文還應(yīng)用了lasso稀疏模型,將動作識別作為基于最大平均相關(guān)高度濾波的最小化問題,建立了一個簡單動作識別算法。評估數(shù)據(jù)集的實驗表明了,本文提出的算法具有良好的表現(xiàn)。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP391.41

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本文編號：2376130