基于超像素和相关滤波的实时目标跟踪算法研究

发布时间：2023-06-28 01:00

　　视觉目标跟踪是计算机视觉领域的热门研究方向之一,被广泛应用于人机交互、智能监控等现实场合中。当前,在目标跟踪领域,虽然科研工作者已经提出了很多先进的目标跟踪算法,但是由于目标跟踪模型的稳定性-可塑性困境、背景的随机性、跟踪速度和精度平衡性等挑战性因素的存在,现有的目标跟踪算法基本上都无法很好地实现鲁棒的实时目标跟踪。因此,视觉目标跟踪依然是一个极具挑战性的课题。为了综合解决目标跟踪面临的各种挑战性问题,实现实时性好、准确性高的视觉目标跟踪,本文提出了一个全新的目标跟踪框架,并基于超像素和相关滤波实现了实时的长期目标跟踪。与现有视觉目标跟踪算法相比,本文的主要贡献在于:第一,提出了一个新颖的目标跟踪框架,即联合预测-检测-修正的目标跟踪框架。预测模块用于估计目标的运动偏移量和尺度变化量,并将预测参数传递给检测模块;检测模块结合预测参数,用于定位目标位置并确定目标尺度范围;修正模块通过在线训练分类器进行实时的目标位置检测,并结合精化机制修正目标位置。通过这个跟踪框架,可以实现稳定的长期目标跟踪,有效解决诸如目标遮挡、目标消失等问题。第二,提出了基于超像素分析和光流的目标运动趋势和尺度变化预...

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究目的和意义
    1.3 研究现状
        1.3.1 基于生成式方法的目标跟踪
        1.3.2 基于二元分类器的判别式目标跟踪
        1.3.3 基于相关滤波的目标跟踪
        1.3.4 基于深度学习的目标跟踪
        1.3.5 课题研究的技术难点
    1.4 本文的创新
    1.5 论文的组织
第二章 基于超像素的目标分析
    2.1 超像素
    2.2 目标外观超像素分析
    2.3 基于超像素光流的目标运动趋势和尺度变化分析
        2.3.1 光流
        2.3.2 超像素光流估计目标运动和尺度
    2.4 实验讨论与分析
        2.4.1 超像素目标外观重构实验
        2.4.2 目标运动分析和尺度估计实验
    2.5 本章小结
第三章 基于超像素预测参数的改进相关滤波跟踪
    3.1 相关滤波跟踪
    3.2 核化相关滤波跟踪
        3.2.1 核函数
        3.2.2 密集采样样本与循环矩阵
        3.2.3 核化相关滤波
    3.3 改进的核化相关滤波跟踪
    3.4 实验讨论与分析
    3.5 本章小结
第四章 基于预测-检测-修正框架的实时长期目标跟踪
    4.1 基于支持向量机的在线目标检测
        4.1.1 支持向量机的基本原理
        4.1.2 基于支持向量机的在线修正器
    4.2 基于联合预测-检测-修正框架的目标跟踪
    4.3 实验讨论与分析
    4.4 本章小结
第五章 目标跟踪综合实验结果分析
    5.1 实验设置
        5.1.1 实验数据集与对比算法
        5.1.2 实验结果评价标准
        5.1.3 算法参数设置
    5.2 算法整体定量分析
        5.2.1 算法整体性能定量分析
        5.2.2 算法分属性定量分析
    5.3 算法整体性能定性分析
    5.4 算法时间复杂度分析
        5.4.1 计算复杂度讨论
        5.4.2 速度分析
    5.5 算法各模块在不同基准下的有效性分析
    5.6 算法参数设置有效性分析
    5.7 本章小结
第六章 目标跟踪在捏合指尖空中书写系统中的应用
    6.1 基于手指书写的空中书写人机交互系统
        6.1.1 基于手指跟踪的空中书写系统
        6.1.2 捏合指尖空中书写模态
    6.2 基于超像素分析和相关滤波的跟踪算法在空中书写系统的应用
    6.3 实验讨论与分析
    6.4 本章小结
总结与展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
    已发表论文
    已公开专利
致谢
附件



本文编号：3835669