基于Mean-Shift算法的目标跟踪研究

目标跟踪技术是计算机视觉的关键底层技术。采用一种基于Mean-Shift算法的目标跟踪方法实现运动物体的目标跟踪。将Mean-Shift与Particle Filter算法实现目标跟踪效果进行对比。实验结果显示,Mean-Shift比Particle Filter算法实现目标运动的轨迹更加清晰准确。

基于Mean-shift聚类算法的导航欺骗干扰源定位技术

对导航干扰的现状进行了分析,针对北斗导航面临的威胁,对现有导航欺骗干扰源的定位方法和功率预测方法进行分析总结。针对现有技术水平的不足和未来战场的需求,提出了基于Mean-shift聚类算法的干扰源定位方法,对算法进行了分析,给出算法实现与优化的过程,通过仿真与实验测试对算法的性能进行了分析。外场实测数据表明,提出的导航欺骗干扰定位算法具有较高的定位精度。提出的干扰源定位方法,将为导航对抗环境下的导航态势感知提供一种新的手段和方法。

Mean-Shift跟踪算法中核函数窗宽的自动选取

传统核窗宽固定的Mean-Shift跟踪算法不能很好地对逐渐增大尺寸的目标进行有效的跟踪.在分析同一目标在不同尺度下核直方图基于Bhattacharyya系数相似性的基础上,发现并证明了在核窗宽固定的条件下,目标在其窗宽范围内进行缩放、平移运动并不影响Mean-Shift跟踪算法空间定位的准确性.在此基础上,提出了一种基于后向跟踪、形心配准的核窗宽自动选取算法.对尺度渐大的车辆进行的跟踪实验验证了该算法的有效性.

鲁棒的基于改进Mean-shift的目标跟踪

为了克服传统Mean-shift算法在跟踪运动目标时由于背景像素造成的定位偏差和由于遮挡造成的跟踪失效,提出了相应的改进措施。其一,根据初始帧目标和背景在颜色分布上的差异,建立对数似然图(log-likelihood image),筛选出目标中与背景可区分性好的颜色特征建立目标模型,并以同样的方法在后续帧建立候选模型,从而有效地减小背景像素的影响。另外,将候选区域划分为若干重叠的子块,分别利用Mean-shift算法对各个子块进行迭代,以与目标区域相应子块最为匹配的子块的所在位置对整个目标重新定位,由此很好地实现了目标部分遮挡情况下的稳定跟踪。当目标被严重遮挡时,则采用简单的线性预测,估计下一帧目标可能出现的位置。实验结果表明:提出的改进算法可以准确地进行目标跟踪,对部分遮挡和严重遮挡都有较强的鲁棒性。

基于改进Mean-Shift与自适应Kalman滤波的视频目标跟踪

提出一种改进的Mean-Shift和自适应Kalman滤波器相结合的视频运动目标跟踪算法。对选定的跟踪目标,采用三帧差和区域增长法分割目标并得到主颜色信息。在跟踪过程中,利用自适应的Kalman滤波器估计每一帧的起始迭代位置,再利用改进的Mean-Shift算法得到跟踪位置并作为测量值反馈给自适应Kalman滤波器,并引入遮挡率因子以自适应地调节Kalman估计参数。实验结果表明,该算法能对视频中的运动目标实现检测和连续跟踪,对遮挡也有较好的鲁棒性。

融合角点特征与颜色特征的Mean-Shift目标跟踪算法

针对Mean-Shift算法稳定性差、无法适应目标遮挡的特点,提出了一种融合角点特征与颜色特征的目标跟踪算法。该算法利用Harris角点的特征不变性克服了Mean-Shift算法鲁棒性差的缺点,同时利用Mean-Shift算法中核概率密度估计特性克服了目标与背景角点难以区分的缺点。通过视频序列对该算法的跟踪稳定性与抗遮挡性能进行测试,结果表明,新算法的跟踪稳定性与抗遮挡能力优于基于单一角点或颜色特征的Mean-Shift算法。

结合Kalman滤波器的Mean-Shift跟踪算法

针对经典Mean-Shift算法要求相邻两帧间目标模板区域必须重叠的缺陷,结合Kalman滤波器,提出了改进算法。算法首先将Kalman滤波器预测的目标位置作为Mean-Shift算法中的初始搜索中心进行跟踪,然后再将Mean-Shift算法得到的新的目标位置作为下一帧Kalman滤波器的输入参数,循环执行。实验证明,该算法能够解决由于目标运动速度突然变化以及目标快速运动情况下所带来的相邻两帧间目标模板区域非重叠问题,而且对于一般的遮挡问题也能得到较好的效果。

自动选择跟踪窗尺度的Mean-Shift算法

实用的跟踪系统要求能实时地适应运动目标的外观变化,尺度固定不变的跟踪窗口不能有效地跟踪存在明显尺度变化的目标。本文将多尺度图像的信息量度量方法引入到运动目标跟踪中,提出了一种跟踪窗口自动更新算法,并用此算法改进了基于颜色直方图的Mean-Shift跟踪方案。实验结果表明,改进的跟踪算法对尺寸逐渐减小和逐渐增大的目标都能自动选择合适的跟踪窗口大小。

基于Mean-Shift优化的TLD视频长时间跟踪算法

针对TLD(tracking learning detection)算法同时包含了跟踪、检测和学习三个部分,具有较高计算量的缺点,提出了采用Mean-Shift算法替换原TLD跟踪器部分的光流跟踪算法。该优化方法利用具有计算量小的MeanShift算法替换计算量较大的光流法进行跟踪,以通过目标模型和候选目标模型之间的巴氏系数与阈值的比较来判定跟踪失败的自检测,并通过计算Mean-Shift跟踪返回的目标框和上一帧TLD返回的目标框之间的相似度来进一步得到跟踪的有效性,在发生跟踪失败时由检测器重新初始化跟踪。实验结果表明,该优化方法在视频长时间跟踪算法中具有较高的鲁棒性和准确性,并且与原TLD算法相比,该优化方法在跟踪速度上得到了提升。

改进的Mean-Shift遥感影像分割方法

基于高斯核Mean-Shift(MS)算法因收敛速度慢难以满足遥感图像处理的实时应用要求,提出一种改进的MS算法应用于遥感图像分割。针对传统MS算法需多次人工试用来确定固定带宽的问题,给出几种类型遥感影像的空间带宽参考值,且不同波段影像用plug-in规则分别计算值域带宽。针对遥感影像数据量大、MS迭代计算时间长的不足,使用一些加速策略来加速收敛;由于采用MS算法检测出的模点数较多,采用基于全局模点融合来稳定遥感影像分割结果;可用于分割遥感影像的特征很多,模点检测时用灰度特征,全局模点融合时用纹理特征,这样充分利用了遥感影像多维特征且不降低计算速度。采用Quickbird影像进行分割试验,研究结果表明:本文算法自适应程度高,速度和精度也能满足应用要求,是一种稳健的自动分割方法。

自适应窗口选取的Mean-Shift目标跟踪

当目标尺度发生变化时,传统Mean-Shift跟踪算法因跟踪窗口尺寸不变容易导致跟踪目标丢失,为解决此问题,本文提出一种带宽自适应算法对目标尺度变化进行检测,从而实现模板更新.该算法分别将模板图像与当前帧目标图像分割成等间隔半径的若干同心圆,通过计算模板图像与当前帧图像不同环层之间相似性度量,根据相应环层之间相似性度量关系确定当前帧模板带宽更新参量,最后利用kalman滤波完成模板尺度更新,从而实现目标稳定跟踪.实验证明,当目标尺度发生变化时,目标模板自动更新,能够实现目标稳定跟踪;相对传统Mean-Shift跟踪算法,目标跟踪可靠性能得到了提高.

基于Mean-shift的改进目标跟踪算法

传统的Mean-shift目标跟踪算法对背景因素比较敏感,采用核加权直方图的方法计算目标模板与候选区域目标特征往往无法实现对运动目标的准确定位。在研究传统算法的基础上,改进了Mean-shift算法中目标特征选取机制,即目标模板采用背景加权,候选目标区域采用核加权。仿真结果表明,该方法实现了在复杂环境背景下对运动目标更加准确的跟踪。

基于Mean-Shift和粒子滤波的两步多目标跟踪方法

针对Mean-Shift跟踪算法容易跟踪丢失以及粒子滤波跟踪算法计算量大等问题,提出了一种两步多目标跟踪算法。利用Mean-Shift进行第一步跟踪得到候选目标,在跟踪不准的情况下再利用粒子滤波进行后续的跟踪结果修正。实验结果表明两步跟踪算法既能保持Mean-Shift跟踪的实时性,也能维持粒子滤波跟踪算法的鲁棒性,有很高的实用性。

三帧差法和Mean-shift结合的行人检测与跟踪研究

为了快速、准确地对视频序列中的行人进行检测和跟踪,提出了一种基于运动区域的Mean-shift行人检测和跟踪算法。采用改进的背景差分的三帧间差分法对运动区域进行提取,并通过离线训练的HOG分类器对行人进行识别。提出采用基于Mean-shift的轮廓跟踪算法对行人进行实时跟踪。实验结果表明,该算法能够将不包含行人信息的区域进行筛选排除,在不降低检测效果的情况下明显提高了行人检测及跟踪的效率,具有较强的鲁棒性。

基于Mean-shift和提升小波变换的棉花叶片边缘的图像检测

该文提出了一种基于Mean-shift和提升小波变换的具有复杂背景的棉花叶片边缘检测算法。该方法首先用Mean-shift算法对彩色图像进行平滑,然后对平滑后的图像进行提升小波变换,以将平滑后的图像进行灰度增强。最后基于Canny算子对图像进行边缘检测。该算法能有效减少非边缘噪声,并且能够有效提取相互重叠叶片的边缘。与传统边缘检测方法边缘检测结果进行对比,该方法能够更加鲁棒地提取复杂背景下的重叠叶片边缘,其有效性和准确性是很明显的。

基于MEAN-SHIFT和SVM的血细胞图像分割

提出一种新的血细胞图像分割算法,结合无监督和有监督模式识别技术,利用颜色快速提取感兴趣的有核细胞。首先通过mean- shift过程寻找RGB颜色空间中的细胞核、红细胞和背景聚类峰(局部密度最大区域) ,其中的细胞核图像区域经过适当形态学膨胀后可以得到部分胞浆像素;然后细胞核聚类峰和部分胞浆颜色组成正特征子集,而红细胞和背景聚类峰附近颜色组成负特征子集,训练一个两分类SVM,得到的分类模型随后对图像的颜色空间向量分类,实现细胞区域整体提取。通过颜色量化手段,能够显著减少训练集的颜色向量数量,实现SVM实时训练和分类。借助于m ean- shift鲁棒的特征空间分析性能和SVM出色的小样本学习推广能力,该方法对图像颜色变化、染色条件差异等鲁棒性强,无过度分割现象,分割速度和效果均优于流域变换方法。骨髓和外周血涂片的分割试验证明了方法的有效性,已应用于实际图像处理系统。

Mean-shift改进算法在火箭目标跟踪中的应用

针对火箭目标跟踪问题,提出了一种基于改进Mean-shift算法的火箭目标跟踪算法。为克服传统Mean-shift算法难以对快速运动的火箭目标进行跟踪的问题,以及在跟踪过程中的跟踪误差累积问题。采用3帧差分法检测出火箭目标的大概位置,然后在此基础上使用Mean-shift算法实现对火箭目标的精确跟踪。仿真实验表明所提算法能够有效的实现火箭目标的跟踪,并能很好的解决跟踪过程中的跟踪误差累积问题。

基于mean-shift算法的人脸实时跟踪方法

复杂环境下实时人脸跟踪方法在视觉监控系统中具有很重要的意义,但目前的跟踪算法普遍存在目标遮挡、尺寸变化等过于敏感的不足,限制了其应用范围。提出了一种人脸检测、mean-shift算法与卡尔曼滤波器相结合的实时全自动人脸跟踪算法。实验结果表明该算法实时性很强,可以实现对运动人脸的快速跟踪,同时对目标遮挡也有很好的鲁棒性。

基于mean-shift的多目标粒子滤波跟踪算法设计

针对视频序列中多目标的跟踪问题,提出一种基于mean-shift和粒子滤波的多目标混合跟踪算法,采用目标之间的距离门限和相似度门限作为转换条件,有效地结合Mean-shift算法的简单快速和粒子滤波跟踪算法的抗遮挡的优点。实验结果表明,该算法在对多目标跟踪时能在保证跟踪效果的同时减少跟踪的时间花费,有效提高了设计的跟踪系统的实时性。

基于Mean-Shift的运动目标跟踪

Mean-Shift跟踪算法由于计算复杂度低、跟踪效果好、实时性强等优点被越来越多地应用到视觉跟踪领域。对Mean-Shift算法的跟踪原理进行详细分析,给出基于该算法的运动目标跟踪过程及实现方法。最后,对复杂背景下人物序列图像进行跟踪实验,实验结果表明,该方法具有很好的跟踪性能,对于短暂小幅遮挡具有很好的鲁棒性。