收藏本站
《浙江大学》 2017年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于稀疏学习的视觉目标跟踪

马子昂  
【摘要】:视觉目标跟踪作为连接计算机视觉系统底层的信息处理技术到高层的信息内容分析的桥梁,在智能辅助驾驶以及智能视频监控等领域具有非常重要的研究价值。通过在下一帧图像中找到目标的确切位置并反馈给辅助驾驶系统或视频监控系统进行跟踪,视觉目标跟踪为视频序列分析和理解提供重要的运动信息。本文针对如何实现复杂环境下对运动目标的鲁棒跟踪以及在实际应用中如何兼顾跟踪算法的鲁棒性和实时性等问题,基于稀疏学习理论对视觉目标跟踪算法进行了深入研究。第二章概述了稀疏学习理论以及基于稀疏学习跟踪算法的基本原理。在此基础上,第三章提出了一种基于RGBD和稀疏学习的跟踪算法,通过有效地利用深度数据提供的有效信息,提升了算法在光照剧烈变化以及各种遮挡影响情况下的鲁棒性。第四章提出了一种基于双目视觉和稀疏一致性学习的跟踪算法,通过有效地利用双目视觉提供的目标外观与深度信息,进一步提升了算法在目标位姿剧烈变化情况下的鲁棒性并明显改善了算法效率。为了满足实际应用中实时性的需求,第五章提出了一种基于分层卷积特征和稀疏学习的跟踪算法,通过滤除对目标跟踪无效的卷积特征,同时提高了算法的精度和效率;提出了一种基于粒子滤波的分层目标定位方法,有效地解决了尺度适应性问题。本文的主要工作和创新性研究成果如下:1)提出了一种基于RGBD和稀疏学习的跟踪算法,充分利用深度数据提供的有效信息,明显提升了算法在光照剧烈变化以及各种遮挡物影响情况下的跟踪效果。基于稀疏学习的跟踪框架,该算法首先使用深度信息对目标区域内的遮挡物进行检测,并将检测出的遮挡物区域作为模型用于生成遮挡物模板。通过在现有的超完备字典中增广遮挡物模板空间,使得算法具备适应各种极端遮挡情况的能力。考虑到深度信息对光照变化的不敏感性,将深度图像特征结合基于彩色图像的视觉特征用于目标外观的鲁棒特征描述。最后,为了避免错误的模板更新,提出了一种基于深度直方图分析的遮挡物检测方法。基于KITTI和Princeton数据集的实验结果表明,相比较于当下流行的跟踪算法,包括基于稀疏学习的跟踪以及基于RGBD的跟踪,所提出的算法实现了更好的整体跟踪效果。2)提出了一种基于双目视觉和稀疏一致性学习的跟踪算法,充分利用双目视觉提供的目标外观与深度信息,进一步提升了算法在目标位姿剧烈变化情况下的跟踪效果并改善了算法效率。该算法首先将双目视觉提供的目标区域优先外观信息表示为交叉模板,并将构建的交叉模板空间用于增广现有的超完备字典,提高了算法在目标位姿剧烈变化情况下的精度和鲁棒性。然后在联合稀疏表示求解过程中引入了深度一致性约束,通过结合行稀疏约束获得更为稳定的跟踪结果。最后基于深度一致性特性即连续两帧图像序列之间目标的深度分布不会发生明显的变化,将距离目标区域较远的奇异粒子滤除,进而明显提高了算法效率。基于KITTI数据集的定性与定量分析表明,该算法的跟踪效果优于当下最先进的多类跟踪器,包括基于稀疏学习的跟踪以及基于双目视觉的跟踪。3)提出了一种基于分层卷积特征和稀疏学习的跟踪算法,充分利用卷积神经网络强大的特征提取能力以及相关滤波器出众的计算效率,可以实现复杂环境下对运动目标的实时跟踪。该算法提出了一种基于稀疏学习的卷积特征筛选策略,通过滤除对目标跟踪无效的卷积特征,明显改善了跟踪效果并提高了算法效率。与此同时,设计了一种基于粒子滤波的目标定位方法,通过对跟踪物体进行从上至下地分层定位,有效地解决了尺度适应性问题。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TP391.41

免费申请
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李海军;;基于平行双目视觉技术的人体康复系统的研究[J];计算机工程与应用;2008年29期
2 李海军;;基于双目视觉的自动跟踪系统应用[J];火力与指挥控制;2010年01期
3 胡天翔;郑加强;周宏平;;基于双目视觉的树木图像测距方法[J];农业机械学报;2010年11期
4 李梦和;林川;潘盛辉;;基于双目视觉的矿井机车定位方法[J];煤矿机械;2012年04期
5 祝世平,强锡富;基于坐标测量机的双目视觉测距误差分析[J];电子测量与仪器学报;2000年02期
6 汪倩倩;申忠宇;张亮;;基于双目视觉模型的彩色目标实时检测与定位[J];南京师范大学学报(工程技术版);2008年01期
7 潘浩;赵宇明;;基于双目视觉的客流监测系统[J];微计算机信息;2009年33期
8 单宝华;申宇;;基于双目视觉的拉索模型自由振动监测试验[J];土木工程学报;2012年11期
9 纪超;王庆;;基于双目视觉的自主空中加油算法研究与仿真[J];系统仿真学报;2013年06期
10 岳亮;;一种基于双目视觉的安全车距测量方法[J];电视技术;2013年15期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 孟环标;杨兴强;李雪梅;;基于双目视觉的测量系统误差分析[A];第五届全国几何设计与计算学术会议论文集[C];2011年
2 朱宗磊;殷福亮;;基于双目视觉的目标检测与跟踪系统[A];2010年通信理论与信号处理学术年会论文集[C];2010年
3 王荣本;张明恒;毛晓燕;;双目视觉技术在环境探测中的应用[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第二届学术会议论文集[C];2005年
4 张静;李琳;刘晓平;;基于双目视觉的虚拟手的实现[A];计算机技术与应用进展——全国第17届计算机科学与技术应用(CACIS)学术会议论文集(上册)[C];2006年
5 吴涛;刘欣;;基于单双目视觉信息融合的障碍检测方法[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第二届学术会议论文集[C];2005年
6 孙明;;基于双目视觉的移动机器人避障研究[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
7 杨静萍;;教师角色的转变与学习理论的学习[A];第四届全国中学化学教学研讨会论文集(一)[C];2004年
8 侯维芝;吕鑫祥;;基于建构主义学习理论的高职教育教学设计[A];中国职业技术教育学会2006年学术年会论文集[C];2006年
9 王华容;;现代建构主义学习理论的困惑[A];第十届全国心理学学术大会论文摘要集[C];2005年
10 武杰;;特殊教育实践对几种学习理论的检验及其分析[A];第九届全国心理学学术会议文摘选集[C];2001年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 周波;市委办机关党员学习十七大精神[N];桂林日报;2007年
2 张斌;学习实践活动要解决“形而象”的问题[N];赤峰日报;2010年
3 定陶二中 蔡玲;如何激发学生学习化学的兴趣[N];学知报;2011年
4 湖南省委建设学习型党组织办公室主任 肖君华;“学习大国”的理论特质与实践意义[N];光明日报;2014年
5 张正华;学习是一种责任[N];沈阳日报;2004年
6 邹仕樘;勤奋学习应成为政协工作者首要之责[N];光华时报;2006年
7 特约记者 崔孝宗 裴文华;天水国税中心组学习做到“五保证”[N];甘肃经济日报;2006年
8 郭春秋;让学习常态化[N];战士报;2008年
9 ;党员干部要牢固树立终身学习的理念[N];组织人事报;2008年
10 刘力 菏泽市立医院;新形势下更需要学习[N];菏泽日报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 马子昂;基于稀疏学习的视觉目标跟踪[D];浙江大学;2017年
2 许杰;基于双目视觉和二维熵树木信息点提取及生长量反演研究[D];东北林业大学;2015年
3 陈学惠;基于移动机器人双目视觉的井下三维场景重建方法研究[D];中国矿业大学(北京);2012年
4 刘菊;关联主义学习理论及其视角下的教与学组织研究[D];东北师范大学;2011年
5 魏晶;外语学习者计算机网络生态环境优化研究[D];上海外国语大学;2012年
6 冯云龙;统计学习理论中基于核的算法研究[D];中国科学技术大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 麦树彬;基于双目视觉的色盲辅助技术的研究[D];华南理工大学;2015年
2 徐宏;基于双目视觉和稀疏表示的智能倒车控制研究[D];西南交通大学;2015年
3 李辉;田间机器人的双目视觉系统误差分析研究[D];内蒙古大学;2015年
4 逯沛龙;基于FPGA的双目视觉图像预处理系统设计与实现[D];南京理工大学;2015年
5 王婷婷;基于GPU的双目视觉运动目标检测跟踪算法研究[D];哈尔滨工业大学;2015年
6 王昌盛;基于ORB算法的双目视觉测量研究[D];哈尔滨工业大学;2015年
7 赵程;具有圆面特征的非合作目标双目视觉位姿测量[D];哈尔滨工业大学;2015年
8 路研研;在轨航天器双目视觉图像采集与处理系统研制[D];哈尔滨工业大学;2015年
9 曹之乐;基于双目视觉的焦点定位方法研究与应用[D];重庆理工大学;2015年
10 王洪伟;基于双目视觉的红绿灯路口安全距离预警研究[D];安徽工程大学;2015年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026