应用自适应多测量融合粒子滤波的视场跟踪

针对矿井跟踪视场中由于单一线索对目标特征描述缺乏可分性以及多线索融合策略对场景变化缺乏自适应性导致人员跟踪失效的问题,提出了基于自适应多测量融合粒子滤波的矿井人员跟踪算法。将粒子邻域光流统计信息表征的运动性作为线索建立运动光流直方图模型,并与颜色相融合建立多观测模型。将单观测估计状态粒子区域与融合估计粒子区域的质心距离作为单观测模型贡献率度量因子,定义了观测权值自适应策略,实现了粒子观测模型与跟踪目标状态特征的同步变化;通过建议重采样函数对粒子落入低观测似然时进行有效的采样补偿,增强了跟踪的鲁棒性。实验结果表明,本算法能够有效地解决矿井跟踪视场下(背景复杂)由于场景变换而导致跟踪目标丢失的问题;将本文算法与基于颜色和基于颜色与帧差分融合的粒子滤波算法做状态估计均方误差比较,结果表明,状态估计准确率提高了1.57倍。

基于MRF的复杂背景下缓动目标分割方法

提出了一种基于MRF的复杂背景下缓目标分割方法。该方法采用基于逆向光流场的背景抑制技术和基于加权直方图的灰度场建模方法。前者对相邻视频图像进行逆向光流变换使得两帧图像中的目标投影对齐,进而对两帧图像进行差分运算并设定阈值分离目标和背景,得到了较为完整的缓动目标初始分割;后者对初始标号场各像素分配信任度,进而统计信任度并建立加权灰度直方图,而后依据加权直方图建立了准确的图像灰度模型。在此基础上,在MAP-MRF框架内对视频图像进行分割。进行仿真实验并采用空间准确度和时间一致性标准评价实验结果,证明算法具有有效性和鲁棒性。

一种时间一致性立体视频深度图序列估计算法

针对双目立体视频深度图序列估计中时间不一致性而导致的闪烁问题,提出了一种基于Lucas-Kanade光流加权直方图相似性约束的算法。该算法在使用基于外极线约束的图割方法进行深度估计时,加入带有相干系数的罚函数;计算时间相邻帧颜色直方图加权和,权值由相邻帧像素相似性测度来决定,将计算值与当前帧颜色直方图作相似性比较,根据瞬时运动中当前帧像素与其相邻帧的对应邻域中的像素亮度保持一致性的关系,对比较结果进行最优化求解,确定相干系数,实现对应像素一致性匹配,从而获得时间一致性深度图序列。实验结果表明,该算法能够有效解决闪烁问题,获得较好的时间一致性深度图序列。

利用鱼眼相机对人群进行运动估计

人群运动估计是人群行为分析的重要步骤。特定场景的人群运动分析和监控,是维护公共安全和社会稳定的一个必要措施,也是视频监控领域的一个研究难点。利用鱼眼相机视场大、无视觉盲区的优点,提出了一种基于特征点光流的人群运动估计方法。首先,采用一种基于面积反馈机制的混合高斯背景差分方法,对原始视频图像进行预处理,并利用圆拟合的方法获取兴趣区域;其次,为了在保证准确描述人群目标的同时提高算法的实时性,提出一种基于边缘密度非均匀采样的人群特征点提取方法来描述运动的人群目标,并利用Lucas&Kanade光流法计算光流场;最后,为了解决远近人群的尺寸大小不一致的问题和鱼眼相机的畸变问题,采用鱼眼相机的透视加权模型,计算人群运动加权统计直方图,获取人群在鱼眼图像中的全局运动方向和速度。实验结果表明,针对密集的人群,该方法能有效、实时地估计人群的运动方向和速度,为人群行为分析提供有力的研究基础。

基于自适应多测量融合UPF的矿井人员跟踪算法

针对复杂背景下的矿井跟踪视场由于单一线索对目标缺乏可分性、观测模型可靠度对场景变化缺乏自适应性致使观测失效、跟踪发散的问题,提出了基于自适应多测量融合UPF的矿井人员跟踪算法.采用UKF产生预测样本,通过融入最新观测的建议分布引导预测样本分布在状态空间的高似然区域,扩大了预测样本与观测似然峰值重叠区域;提出运动光流直方图,将其与颜色直方图融合建立多观测模型,根据贡献率度量因子实现对观测模型可靠度的动态调节,定义了采样补偿函数有效克服观测失效时的粒子扩散.结果表明:本算法能够有效的解决矿井跟踪视场下(背景复杂)由于观测模型失效而导致的跟踪发散问题,与3种不同观测模型PF算法做状态估计MSE比较,估计准确率提高87%.

Consistent Depth Maps Estimation from Binocular Stereo Video Sequence

In the paper, an approach is proposed for the problem of consistency in depth maps estimation from binocular stereo video sequence. The consistent method includes temporal consistency and spatial consistency to eliminate the flickering artifacts and smooth inaccuracy in depth recovery. So the improved global stereo matching based on graph cut and energy optimization is implemented. In temporal domain, the penalty function with coherence factor is introduced for temporal consistency, and the factor is determined by Lucas-Kanade optical flow weighted histogram similarity constraint(LKWHSC). In spatial domain, the joint bilateral truncated absolute difference(JBTAD) is proposed for segmentation smoothing. The method can smooth naturally and uniformly in low-gradient region and avoid over-smoothing as well as keep edge sharpness in high-gradient discontinuities to realize spatial consistency. The experimental results show that the algorithm can obtain better spatial and temporal consistent depth maps compared with the existing algorithms.