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《华南理工大学》 2013年
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基于视频的目标在线跟踪方法研究

邢晓芬  
【摘要】:基于视频图像的目标跟踪是计算机视觉的核心问题,相关研究在人机交互、智能视频监控、智能交通等领域有广泛应用前景。跟踪算法的核心部分是目标外观建模,由于目标在运动过程中形态往往不可预知,使得跟踪算法研究中具有在线学习能力的外观建模成为热点。近年来,尽管相关研究取得了众多进展,但在实际应用中对任意目标实现可靠跟踪仍是难点,主要受到目标形变的复杂程度、场景中相似干扰、无法判断跟踪可靠性等问题影响。目前,研究者们从目标外观模型的特征设计、目标表示、模型更新方法以及整体跟踪框架中多种信息的融合等方面开展深入研究,试图解决上述跟踪难题。本文属于这一类研究。 本文主要做了两方面的工作:1)以场景中相似干扰多导致跟踪困难的自然交互“设备”手部为研究对象,从考虑目标特点的外观建模,背景信息、目标运动信息的综合运用等角度,研究了复杂场景中鲁棒的手势跟踪方法;2)以特征信息丰富但因形变复杂造成跟踪困难的目标为研究对象,模拟人眼初级视皮层腹侧通路的形状感知机制,研究了鲁棒的目标外观建模方法。主要研究内容包括: 1.对近年来文献中出现的目标在线跟踪方法进行了比较研究。将六种具有代表性的目标跟踪方法进行了实现,选择涵盖目标形变复杂、光照变化剧烈、存在相似干扰、遮挡严重等特点的测试视频,从定性的跟踪效果与定量的实验数据进行算法的对比分析。在此基础上,总结出了现有方法对本文研究对象进行跟踪时存在的不足,并指出了可能解决问题的研究方向。 2.以手部为研究对象,提出了多信息融合的增量子空间手势跟踪方法:1)结合手部的肤色聚类特点,将增量子空间学习算法扩展应用到彩色图像,提出了融合亮度信息与颜色信息的彩色增强型增量子空间目标外观建模方法;2)建立在线更新的背景模型与目标运动轨迹分析模型,提出了两种目标跟踪丢失判断方法。实验结果验证了算法的有效性。 3.为提高跟踪模型的抗相似干扰能力,对基于增量子空间学习的跟踪方法从目标不同类型特征的互补运用、结合目标运动趋势检测两个角度进行了改进:1)将目标整体特征与局部特征进行互补建模,提出结合在线蕨丛分类器的增量子空间跟踪方法,用蕨丛分类器对增量子空间方法得到的跟踪结果进行二次筛选,提高跟踪方法的鲁棒性;2)提出融合LK光流运动检测的增量子空间跟踪方法,该方法基于LK算法检测出的可靠光流点数量与分布,约束粒子滤波的运动模型。实验结果表明改进方法在抗相似干扰方面性能有较大提升,而且能提高增量子空间算法的计算效率。 4.以特征信息丰富但因形变复杂造成跟踪困难的目标为研究对象,模拟人眼视皮层腹侧通路感知机制,引入具有位置尺度不变性、复杂形状选择特性的C2特征,建立一个基于认知碎片集进行目标外观建模的在线目标跟踪模型。仿真结果验证了本文算法在应对目标复杂形变和严重遮挡时的鲁棒性与有效性。另外,针对上述模型在跟踪具有对称特性的目标时,C2特征全局位置不变性的特点容易造成跟踪发生偏移的问题,从特征类型互补的角度提出了联合整体感知的目标模型,对具有对称特性的人脸目标取得了较好的实验效果。 本文工作有助于推进手部作为关键“设备”进行自然人机交互的实用化进程,以及生物视觉感知理论在目标跟踪中的应用研究。
【学位授予单位】:华南理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TP391.41

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 高遵海;陈芙蓉;;欧氏空间中点到超平面的距离研究[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2006年02期
2 李芹;练秋生;;基于生物视觉模型的人脸识别设计[J];电视技术;2008年02期
3 温静;李洁;高新波;;基于增量张量子空间学习的自适应目标跟踪[J];电子学报;2009年07期
4 尚可可;刘迎;路毅行;郭宇;常效奇;单筱莜;;HSV色彩空间中的肤色特征及其新的识别参量[J];光电子.激光;2007年11期
5 温静;李洁;高新波;;一种结合粒子滤波和张量子空间的目标跟踪算法[J];光子学报;2010年06期
6 钱诚;徐舒畅;张三元;;采用增量型非负矩阵分解建模的目标跟踪算法[J];计算机辅助设计与图形学学报;2010年06期
7 齐志泉;宋野;王来生;;基于在线学习的目标跟踪方法研究[J];计算机应用研究;2010年02期
8 钱诚;徐舒畅;张引;张三元;;一种基于线性判别空间增量更新的跟踪方法[J];模式识别与人工智能;2010年02期
9 程水英;张剑云;;粒子滤波评述[J];宇航学报;2008年04期
10 杨戈;刘宏;;视觉跟踪算法综述[J];智能系统学报;2010年02期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 卢飞龙;何希勤;;M矩阵与其逆的Hadamard积的特征值下界[J];辽宁科技大学学报;2010年05期
2 郭宇;;数字成像法在肤色测量中的应用[J];鞍山师范学院学报;2008年06期
3 李小华,刘慧;双螺杆曲面外形重建[J];北京化工大学学报(自然科学版);2004年06期
4 邢亚斌;卢鹏;李冬媛;;线性方程组的求解方法[J];才智;2011年17期
5 杨惠娟,张建秋;一种基于奇异值分解的动态多传感器数据融合算法[J];传感技术学报;2004年03期
6 张学武;徐立中;石爱业;霍冠英;范新南;;基于视觉仿生机理的成像目标检测和识别方法及感知计算[J];传感技术学报;2010年12期
7 崔铭;;粒子滤波在MEMS陀螺仪初始对准中的应用[J];传感技术学报;2011年09期
8 陈继开;李浩昱;杨世彦;寇宝泉;;Tsallis小波包奇异熵与功率谱分析在电力谐波检测的应用[J];电工技术学报;2010年08期
9 胡博;谢开贵;曹侃;;基于Beowulf集群的大规模电力系统牛顿法潮流求解的并行GMRES方法[J];电工技术学报;2011年04期
10 张焕龙;李京秀;王伟静;;基于视觉感知的小波图像融合方法研究[J];弹箭与制导学报;2009年05期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 于蕾;OFDM系统的信道估计技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 董杰;基于单目视觉的散焦测距算法的研究[D];中国海洋大学;2010年
3 陈韶斌;基于知识推理和视觉机理的遥感图像目标识别方法研究[D];华中科技大学;2010年
4 刘美;WSN多目标跟踪节点任务分配及跟踪算法研究[D];华南理工大学;2010年
5 钱诚;增量型目标跟踪关键技术研究[D];浙江大学;2011年
6 宫轶松;粒子滤波算法研究及其在GPS/DR组合导航中的应用[D];解放军信息工程大学;2010年
7 薄一航;模拟人类视觉感知的行人图像显著结构的研究及应用[D];北京交通大学;2011年
8 沈晓红;基于轮廓波变换的图像统计建模及其应用研究[D];山东大学;2011年
9 赵才荣;基于图嵌入与视觉注意的特征抽取[D];南京理工大学;2011年
10 王广斌;基于流形学习的旋转机械故障诊断方法研究[D];中南大学;2010年
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1 李东起;基于VxWorks的水下目标探测跟踪研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 刘萍萍;灾难现场人手部分检测方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 李文甲;基于视觉注意模型的运动目标检测技术研究[D];大连理工大学;2010年
4 段友才;Hermitian Toeplitz方程组快速算法的研究[D];长沙理工大学;2010年
5 李京;Hermitian Toeplitz矩阵向量积的计算[D];长沙理工大学;2010年
6 马勤;基于群体智能算法的动态目标跟踪技术研究[D];天津理工大学;2010年
7 傅冬颖;一类反奇异值问题的数值求解[D];浙江大学;2010年
8 何雄飞;PS类图像与隐写图像的分类[D];解放军信息工程大学;2009年
9 叶茂;基于最低两位替换隐写的分析技术[D];解放军信息工程大学;2009年
10 周承兴;基于随机集的多目标跟踪算法研究[D];西安电子科技大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 常发亮;马丽;刘增晓;乔谊正;;复杂环境下基于自适应粒子滤波器的目标跟踪[J];电子学报;2006年12期
2 程水英;张剑云;;裂变自举粒子滤波[J];电子学报;2008年03期
3 卢晓鹏;殷学民;邹谋炎;;一种基于颜色分布的混合视频跟踪方法[J];电子与信息学报;2008年02期
4 张昌斌;点到子空间的距离公式[J];抚州师专学报;1999年03期
5 唐建国;向量到子空间的距离及其应用[J];大学数学;2004年05期
6 刘洋;李玉山;张大朴;邱家涛;;基于动态目标建模的粒子滤波视觉跟踪算法[J];光子学报;2008年02期
7 刘燕,张星明,郭宇聪;基于聚类的大型人脸检索系统[J];计算机工程;2005年15期
8 王路;卓晴;王文渊;;基于Co-Training的协同目标跟踪[J];计算机工程;2009年03期
9 苗启广,王宝树;图像融合的非负矩阵分解算法[J];计算机辅助设计与图形学学报;2005年09期
10 张笑微;周建雄;师改梅;路锦正;骆云志;吕卫强;;融合结构信息的粒子滤波均值偏移跟踪算法[J];计算机辅助设计与图形学学报;2008年12期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王书朋;姬红兵;;利用团块模型进行目标跟踪[J];西安电子科技大学学报;2008年05期
2 安建伟;苏广川;;对一种常速率目标跟踪方法的性能分析[J];北京理工大学学报;2006年07期
3 王书朋;姬红兵;;自适应尺度目标跟踪算法[J];计算机辅助设计与图形学学报;2008年11期
4 李齐,刘志文;基于自适应模板的图像跟踪算法[J];微计算机信息;2004年09期
5 孙中森;孙俊喜;宋建中;;一种分块表示的彩色目标跟踪算法[J];电子技术应用;2007年03期
6 惠斌;陈法领;罗海波;;基于互信息的目标跟踪方法[J];红外与激光工程;2007年S2期
7 张然;吕高杰;张国华;;光电目标图像自动跟踪技术研究[J];电光与控制;2008年09期
8 王春立;马瑞;林晓慧;柴大鹏;;基于多特征分层匹配算法的颗粒目标跟踪[J];微计算机信息;2009年12期
9 许东,徐文立;利用结构模板对运动目标进行跟踪[J];电子与信息学报;2005年07期
10 倪军;周进;袁家虎;吴钦章;;空间目标序列图像相关跟踪算法[J];光电工程;2006年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 赵晋;张建秋;胡波;;基于鲁棒外观滤波与粒子滤波器的图像跟踪算法[A];第十二届全国图象图形学学术会议论文集[C];2005年
2 惠斌;陈法领;罗海波;;基于互信息的目标跟踪方法[A];2007年光电探测与制导技术的发展与应用研讨会论文集[C];2007年
3 郄胜强;晏磊;;基于LCD的目标图像实时显示装置[A];中国图象图形学会第十届全国图像图形学术会议(CIG’2001)和第一届全国虚拟现实技术研讨会(CVR’2001)论文集[C];2001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 胡凯;费耀平;;一种基于Mean-shift的自适应运动目标实时跟踪鲁棒算法[A];第十四届全国图象图形学学术会议论文集[C];2008年
6 李博;李国辉;涂丹;;非重叠监控视频中行人目标的检测与匹配[A];第七届和谐人机环境联合学术会议(HHME2011)论文集【poster】[C];2011年
7 陶伟刚;冯新喜;;一种新的目标跟踪自适应滤波算法[A];第九届全国信号处理学术年会(CCSP-99)论文集[C];1999年
8 魏崇毓;徐善驾;王东进;;多探测器目标跟踪算法分析[A];第九届全国信号处理学术年会(CCSP-99)论文集[C];1999年
9 刘进忙;姬红兵;董红波;;基于红外单站的航迹跟踪方法[A];第八届全国信号与信息处理联合学术会议论文集[C];2009年
10 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
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 斯 嘉;人造血细胞锁定目标跟踪追杀[N];大众科技报;2003年
2 信永华;新目标跟踪与定位系统问世[N];科技日报;2007年
3 ;110危难时刻显身手[N];驻马店日报;2006年
4 仲子昭;英军“狂风”想“刮”到2030[N];中国国防报;2007年
5 记者 王丹容 通讯员 魏焱鑫;见证民企国际化之路[N];温州日报;2009年
6 本报记者 沙戈 言心;30年成就展上 康奈成亮点[N];经理日报;2008年
7 吴寿虎 李德林;“火眼金睛”话遥感[N];解放军报;2001年
8 记者 方芳 通讯员 蒋世斌;祈年殿“五一”全新迎游人[N];北京日报;2006年
9 仲子昭;无人机:法国新“雀鹰”挂上导弹[N];中国国防报;2006年
10 郭孜伟;中智雷达装船200余艘[N];中国船舶报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 邢晓芬;基于视频的目标在线跟踪方法研究[D];华南理工大学;2013年
2 钱诚;增量型目标跟踪关键技术研究[D];浙江大学;2011年
3 赵巨峰;基于多波段光学成像及链路优化的微弱目标探测技术研究[D];浙江大学;2013年
4 杨予昊;自旋目标运动成像与静止目标凝视成像方法及关键技术研究[D];中国科学技术大学;2011年
5 王东鹤;周扫式多谱段战地预警系统的研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2010年
6 赵彬;空间近距离非合作目标光学主被动复合探测技术研究[D];北京理工大学;2010年
7 卢莉萍;目标跟踪算法与检测处理技术研究[D];南京理工大学;2012年
8 林亦宁;基于广义Hough变换的目标跟踪算法研究[D];浙江大学;2013年
9 王鲲鹏;靶场图像目标检测跟踪与定姿技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
10 朱娟;蒙特卡洛滤波算法在目标跟踪中的应用[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 梁艳;多摄像机环境下目标交接的研究[D];河北工业大学;2011年
2 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
3 李昆;基于SIFT特征和均值漂移的目标跟踪研究[D];重庆大学;2012年
4 沈磊;色彩和谐的多目标图像颜色传递[D];山东大学;2013年
5 贾旭;基于局部外观模型的目标跟踪方法研究[D];大连理工大学;2013年
6 邱振光;双摄像机监控视频中目标的协同跟踪研究[D];南京邮电大学;2011年
7 刘二平;基于DSP的电视跟踪系统[D];天津大学;2008年
8 井亮;基于视觉图像的移动目标跟踪技术研究[D];南京航空航天大学;2011年
9 尤亚;无重叠视域多摄像机运动目标匹配研究[D];苏州大学;2013年
10 陈大海;智能视频监控系统中目标分类技术研究与应用[D];广西大学;2011年
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