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《吉林大学》 2007年
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基于分层模板匹配的运动目标跟踪算法研究

刘颖  
【摘要】: 运动目标跟踪技术是计算机视觉领域的核心课题之一,具有十分重要的意义和广泛的实用价值。本文研究的目的是在简单背景下,针对高空飞行的飞机、导弹等目标,验证分层模板相关匹配算法是否能够在背景亮度、对比度发生变化以及存在水面杂波干扰的情况下实现对目标稳定跟踪。如何找到合理的跟踪策略,解决运动目标跟踪过程中的遮挡、伪目标干扰等问题是本文研究的重点。 本文首先提出了利用图像分割和图像复杂度(目标的面积的像素和与目标的周长像素和的二次幂之比)进行确定目标初始区域的方法。接着对分层模板匹配算法进行了深入研究,对算法的实现进行了详细讨论和分析。在matlab软件环境下进行了仿真实验。实验结果表明:基于分层模板的匹配算法对处理飞行目标在背景亮度、对比度发生变化以及存在水面杂波干扰的情况表现出良好的稳定性。但该算法对于目标被局部遮挡或者短时全部遮挡等情况下,就不能够稳定跟踪目标,需要寻求新的解决方案。 本文系统的研究了模糊记忆理论以及kalman滤波器的性质、原理以及它们在跟踪算法中的应用。针对目标被局部遮挡或者短时全部遮挡等情况下,只采用分层模板匹配的方法不能稳定跟踪的问题,提出了基于分层模板匹配与kalman预测模糊跟踪相结合的目标跟踪算法。算法以分层模板匹配算法为基础,给出了遮挡判别条件。在遮挡过程中,采用kalman滤波器进行轨迹预测,为下一步跟踪提供依据。用模糊理论进行记忆更新或衰减来确定目标可能度。本文将改算法在matlab软件环境下进行了仿真实验。实验结果表明:该算法实现了跟踪过程中目标存在遮挡问题、伪目标干扰时的稳定的、实时的跟踪。与只采用分层模板匹配算法相比,提高了跟踪的精度。在理论和实践两个方面研究和探讨了系统实现过程中所涉及的关键技术和关键算法。
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TP391.41

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 耿盛涛;基于双目视觉的机器人目标检测与跟踪研究[D];江南大学;2010年
2 潘亚宾;双足机器人目标识别与跟踪方法研究[D];江南大学;2011年
3 张祖平;交互式分割及目标定位在视频场景与虚拟图像融合中的研究[D];南京理工大学;2008年
4 梁元月;基于双目立体视觉的工件识别定位方法研究[D];西安理工大学;2008年
5 孟华;基于模板匹配的车载夜间行人检测系统的研究与实现[D];华南理工大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前6条
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中国硕士学位论文全文数据库 前5条
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3 汪颖进;目标跟踪过程中的遮挡问题研究[D];华中科技大学;2004年
4 李宏芳;基于粗糙集多目标跟踪的数据融合算法研究[D];江西师范大学;2005年
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前4条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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10 潘锋;仿人眼颈视觉系统的理论与应用研究[D];浙江大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郑培秋;基于DSP和FPGA的嵌入式红外图像处理系统研究[D];沈阳理工大学;2010年
2 石伟栋;精确制导中目标识别与跟踪的应用研究[D];北京交通大学;2011年
3 王振侠;实时视频监控系统中运动目标检测与异常行为识别[D];西安电子科技大学;2009年
4 米娟芳;基于背景重构的视频分割算法设计[D];太原理工大学;2011年
5 何雪妮;粒子滤波技术在工业缝纫机视频检测中的应用[D];西安电子科技大学;2009年
6 吴键川;CCTV目标定位与跟踪技术的研究[D];大连海事大学;2011年
7 李怡凡;视觉测量技术在数控折弯加工中的应用研究[D];广东工业大学;2011年
8 王海彬;基于双目视觉的多介质空间运动目标跟踪定位技术研究[D];长安大学;2011年
9 蔡菁;基于视频监测的鱼类运动跟踪研究[D];燕山大学;2011年
10 王瑞元;基于滤波估计的虚实配准算法研究[D];华中科技大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李庆瀛;褚金奎;李荣华;王洪青;;基于卡尔曼滤波的移动机器人运动目标跟踪[J];传感器与微系统;2008年11期
2 臧博;吴裕斌;曹丹华;;基于GIO/FVID的DSP视频处理驱动程序[J];单片机与嵌入式系统应用;2006年08期
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4 孙剑,徐宗本;计算机视觉中的尺度空间方法[J];工程数学学报;2005年06期
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6 李奇,冯华君,徐之海,韩一石,黄红强;计算机立体视觉技术综述[J];光学技术;1999年05期
7 张旭光;赵恩良;王延杰;;基于Mean-shift的灰度目标跟踪新算法[J];光学技术;2007年02期
8 曹邦兴;;LM算法在地下水动态预测中的应用研究[J];广西水利水电;2007年03期
9 邓红梅,吴四夫;基于相位相关算法的研究与实现[J];信息技术;2005年04期
10 章炜;;机器视觉技术发展及其工业应用[J];红外;2006年02期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 袁野;摄像机标定方法及边缘检测和轮廓跟踪算法研究[D];大连理工大学;2002年
2 姚剑敏;粒子滤波跟踪方法研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2005年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 邹广华;基于几何特征的快速模板匹配算法[D];哈尔滨工业大学;2010年
2 胡璟璟;复杂场景下目标跟踪的多模板匹配算法研究[D];国防科学技术大学;2010年
3 贾浩;基于TMS320DM6437平台视频系统的研究与实现[D];清华大学;2010年
4 钱凤臣;基于图像的目标跟踪中特征提取方法的研究[D];西北工业大学;2004年
5 汪颖进;目标跟踪过程中的遮挡问题研究[D];华中科技大学;2004年
6 庞作伟;自主吸尘机器人立体视觉基础研究[D];浙江大学;2005年
7 马桂珍;基于立体视觉的三维景物重建与跟踪技术研究[D];国防科学技术大学;2004年
8 庞博;图像插值技术及其在超分辨率图像重建中的应用[D];合肥工业大学;2005年
9 杨晓峰;基于仿射变换模型的图像目标定位跟踪方法[D];华中科技大学;2005年
10 杨星;机器人彩色目标识别与跟踪系统的研究与实现[D];南京航空航天大学;2006年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 傅卫平;秦川;刘佳;杨世强;王雯;;基于SIFT算法的图像目标匹配与定位[J];仪器仪表学报;2011年01期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 王彦;基于视觉的机械手目标识别及定位研究[D];西安理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 李志英;基于非下采样Contourlet变换的近景立体影像匹配方法研究[D];南京师范大学;2011年
2 张作楠;机器人视觉伺服跟踪系统的研究[D];江南大学;2012年
3 翟书娟;交互式图像分割模型与算法研究[D];西安电子科技大学;2010年
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7 王旖蒙;基于测地距离的图像去噪与分割[D];西安电子科技大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 耿盛涛;刘国栋;;一种稳健的移动机器人目标跟踪算法[J];传感器与微系统;2011年06期
2 吴慧敏;郑晓势;;改进的高效Camshift跟踪算法[J];计算机工程与应用;2009年27期
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5 郝慧娟;许继勇;刘广起;;基于自适应分块的视频目标跟踪方法研究[J];计算机应用研究;2010年09期
6 李睿;刘涛;李明;;基于Mean-shift的粒子滤波算法在遮挡目标跟踪中的应用[J];科学技术与工程;2008年14期
7 徐铁城;饶文碧;吕方苏;;基于分类模型的目标跟踪算法研究[J];计算机与数字工程;2011年04期
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10 徐萧萧;王智灵;吴亮;陈宗海;;多物体遮挡情况下的视觉跟踪算法[J];控制与决策;2010年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 唐学怡;傅志中;于晓宇;;运动目标在遮挡过程中的识别与跟踪[A];2008年中国西部青年通信学术会议论文集[C];2008年
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3 邱雪娜;刘士荣;刘斐;朱伟涛;杜方芳;;一种基于序贯检测机制的运动目标跟踪算法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
4 李琳嶙;费树岷;金立左;;基于Mean-Shift的改进目标跟踪算法[A];2009年中国智能自动化会议论文集(第三分册)[C];2009年
5 刘翔宇;陈垦;周付根;;引入约束的CamShift算法研究[A];第九届全国光电技术学术交流会论文集(下册)[C];2010年
6 杜方芳;刘士荣;邱雪娜;;一种改进的粒子滤波目标跟踪算法[A];PCC2009—第20届中国过程控制会议论文集[C];2009年
7 徐炳吉;;一种多站联合目标跟踪算法[A];数学及其应用文集——中南模糊数学和系统分会第三届年会论文集(上卷)[C];1995年
8 江淑红;张建秋;胡波;;目标中心距离加权的图像跟踪算法[A];第十二届全国图象图形学学术会议论文集[C];2005年
9 郭春;罗鹏飞;;一种基于小波变换的目标跟踪算法研究[A];第十届全国信号处理学术年会(CCSP-2001)论文集[C];2001年
10 徐萧萧;杨浩;陈宗海;;一种基于改进CamShift的目标跟踪算法[A];2009系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2009年
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9 张军;具有复杂系统特征的运动目标多模多尺度自适应估计与辨识 获2006年国家自然科学基金重点项目[N];科技日报;2007年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 尹宏鹏;基于计算机视觉的运动目标跟踪算法研究[D];重庆大学;2009年
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3 王宏强;目标融合跟踪技术及性能预测研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
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6 邱雪娜;基于视觉的运动目标跟踪算法及其在移动机器人中的应用[D];华东理工大学;2011年
7 赵运基;基于视觉的目标跟踪算法研究[D];华南理工大学;2012年
8 周维;视频监控中运动目标发现与跟踪算法研究[D];中国科学技术大学;2012年
9 薛皓;时间异步条件下的无线传感器网络目标跟踪关键技术研究[D];北京邮电大学;2009年
10 钱诚;增量型目标跟踪关键技术研究[D];浙江大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘颖;基于分层模板匹配的运动目标跟踪算法研究[D];吉林大学;2007年
2 刘涛;基于粒子滤波的目标跟踪算法研究[D];西南大学;2010年
3 钱永青;基于kalman预测目标跟踪的人机接口[D];中南民族大学;2010年
4 陈勇;面向水质监测的鱼类目标跟踪与运动行为建模系统研究[D];浙江工业大学;2010年
5 贾鸿儒;遮挡情况下基于特征相关匹配的目标跟踪方法研究[D];东北师范大学;2009年
6 王晓满;监控系统的目标跟踪算法研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
7 吕斌;交通监控系统中目标跟踪与行为识别研究[D];中南大学;2010年
8 贾桂敏;基于物体局部信息的跟踪算法研究[D];天津大学;2008年
9 罗德超;改进均值漂移算法在智能视频监控中的应用[D];重庆大学;2010年
10 张春琴;非线性视频目标跟踪算法研究[D];陕西师范大学;2011年
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