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《武汉科技大学》 2008年
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基于粒子滤波的运动对象追踪

高伟义  
【摘要】: 目标追踪技术是计算机视觉研究领域中比较活跃的课题之一。随着计算机软硬件的发展,目标追踪技术已经在多个领域得到了应用,相关的算法研究日益深入。粒子滤波追踪算法作为一种基于贝叶斯估计的算法,采用多假设的估计方法,在处理非线性运动目标追踪问题上具有特殊的优势。 粒子滤波的随机特性使之能避免陷入局部极优,但是为了提高样本的估计的准确度,必须设置大量数目的粒子,带来巨大的计算量,这样粒子滤波的实时性就很不尽人意。本文将确定性跟踪器Mean-shift引入粒子滤波的框架中,提出了一种新的基于粒子滤波和Mean-shift的混合追踪算法(KMSEPF)。 状态接近的粒子经过确定性搜索之后大多会移到相同的匹配峰值,所以对每个粒子都进行确定性搜索是没有必要的。为了克服以上缺点,KMSEPF算法对一般的Mean-shift和粒子滤波混合算法进行了改进。该算法首先利用聚类算法给多假设聚类,然后对聚类中心进行Mean-shift确定性搜索。这样,降低了对同特性的粒子的重复处理,在低计算复杂度的情况下仍能够很好地搜索到后验峰值。实验表明,KMSEPF算法与其它Mean-shift和粒子滤波混合算法相比,同样拥有较高的精确性和处理遮挡的能力,并且提高了计算效率。 文中还验证了一种自适应粒子滤波算法,该算法引入自适应性在线外观模型和自适应性运动模型,能更有效地处理追踪过程中目标外观变化、背景有遮挡等问题;同时该算法采用根据追踪误差自适应变化粒子数目的机制,提高了粒子的利用率,使计算量得到了降低。
【学位授予单位】:武汉科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TP391.41

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 宫轶松;归庆明;李保利;乔书波;张灵敏;;基于均值漂移的粒子滤波算法设计及其在导航数据处理中的应用[J];测绘学报;2011年S1期
2 韩雪;王元亮;;粒子滤波的目标跟踪算法研究与实现[J];现代商贸工业;2011年15期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 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
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 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
2 王洋;基于粒子滤波的运动目标跟踪研究[D];哈尔滨理工大学;2011年
3 吴迪;基于粒子滤波的目标跟踪算法研究[D];东北大学;2009年
4 丁业兵;基于Mean Shift的视频目标跟踪算法研究[D];安徽大学;2012年
5 刘颖;基于EKF-PF的序列图像中活跃细胞追踪算法的研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
6 吴文星;基于超声电机的视频运动目标跟踪系统[D];南京航空航天大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 莫以为,萧德云;基于进化粒子滤波器的混合系统故障诊断[J];控制与决策;2004年06期
2 江宝安,卢焕章;粒子滤波器及其在目标跟踪中的应用[J];雷达科学与技术;2003年03期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 常发亮;彩色图像分割与复杂场景下视觉目标跟踪方法研究[D];山东大学;2005年
2 魏伟波;基于图像的目标自动识别与跟踪技术研究[D];南京理工大学;2006年
3 郑世友;动态场景图像序列中运动目标检测与跟踪[D];东南大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 邵明礼;视频运动目标跟踪算法研究[D];西安电子科技大学;2006年
2 王琳;视频运动目标跟踪中有关问题的研究[D];西北大学;2006年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李雄杰;周东华;;非线性系统测量数据丢失时的一种粒子滤波器算法[J];兵工学报;2009年10期
2 陈志敏;薄煜明;吴盘龙;陈沁欣;;一种新的混合智能粒子滤波算法在雷达机动目标跟踪中的应用[J];兵工学报;2012年01期
3 王京玲,叶龙,张勤;基于遗传算法的粒子滤波器在目标跟踪中的应用[J];北京广播学院学报(自然科学版);2005年02期
4 裴福俊;孙新蕊;刘红云;崔平远;;均匀重采样粒子滤波器在SINS初始对准中的应用[J];北京工业大学学报;2008年06期
5 申铉京;张博;;基于图像矩信息的CamShift视觉跟踪方法[J];北京工业大学学报;2012年01期
6 张磊;李行善;于劲松;高占宝;;一种基于二元估计与粒子滤波的故障预测算法[J];北京航空航天大学学报;2008年07期
7 丁文锐;李红光;李新军;;基于聚类最近数据关联的多目标跟踪算法[J];北京航空航天大学学报;2009年12期
8 郑红;隋强强;孙玉泉;;基于OWRR-PF的机载图像中导弹跟踪方法[J];北京航空航天大学学报;2012年04期
9 刘法旺;丁刚毅;李善青;徐一华;;基于ICONDENSATION算法的人手跟踪与手势识别算法[J];北京理工大学学报;2007年12期
10 田卉;沈庭芝;赵三元;郝兵;;综合颜色和纹理特征的粒子滤波人脸跟踪算法[J];北京理工大学学报;2010年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 ;A Novel Unscented Kalman Filter in Autonomous Optical Navigation[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 刘士荣;何文波;;基于强跟踪粒子滤波器的非线性系统故障诊断[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 刘国成;王永骥;;一种基于粒子滤波的单目视觉目标跟踪算法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
4 Yang Taekyu;Kang Sukbum;;Tracking for Moving Object Using Invariant Moment and Particle Filter[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
5 ;Bearings-only Multi-Sensor Multi-Target Tracking Based on Rao-Blackwellized Monte Carlo Data Association[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
6 赵旭;王宇红;陆地;;基于混杂形式验证的故障预报技术[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
7 张应博;秦钟;王法胜;;神经网络训练中的粒子滤波算法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
8 ;Rapid Target Recognition and Tracking under Large Scale Variation Using Semi-Naive Bayesian[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
9 ;Oriented Particle Filter for Visual Tracking[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
10 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
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王玉全;基于全景视觉的移动机器人同时定位与地图创建方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 孟凡彬;基于随机集理论的多目标跟踪技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 王小旭;非线性SPKF滤波算法研究及其在组合导航中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 王兴梅;水下声纳图像的MRF目标检测与水平集的轮廓提取方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 林颖;基于水平集方法的图像分割关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 杨萌;非线性滤波及在惯导系统传递对准中应用研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 涂虬;智能视觉监视中目标检测与跟踪算法研究[D];华中科技大学;2010年
8 王义文;钢球表面缺陷检测关键技术研究及样机研制[D];哈尔滨理工大学;2010年
9 汤义;智能交通系统中基于视频的行人检测与跟踪方法的研究[D];华南理工大学;2010年
10 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
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 冯卫娜;非线性系统参数和状态联合估计新算法研究[D];郑州大学;2010年
2 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
3 仇晨光;动态场景中的运动目标检测与跟踪技术[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 孙柏虹;基于MEMS的捷联航姿系统初始对准技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 包玉刚;视频图像中的运动目标跟踪算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 韩冬梅;基于P2P的教学信息资源负载均衡调度算法的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 刘运杰;基于粒子滤波器的目标跟踪算法研究[D];大连理工大学;2010年
8 卢士鹏;基于像素级空间金字塔和乘法融合的目标跟踪[D];大连理工大学;2010年
9 杨帆;基于前景/背景分割和特征包算法的目标跟踪[D];大连理工大学;2010年
10 徐涛;基于多传感器融合的水下机器人自主导航方法研究[D];中国海洋大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王京玲,叶龙,张勤;基于遗传算法的粒子滤波器在目标跟踪中的应用[J];北京广播学院学报(自然科学版);2005年02期
2 郑平方,常青,张其善,柳重堪;车载GPSDR组合导航系统的研究[J];北京航空航天大学学报;1999年05期
3 寇艳红,张其善,李先亮;车载GPS/DR组合导航系统的数据融合算法[J];北京航空航天大学学报;2003年03期
4 刘旭;张其善;杨东凯;;一种用于GPS/DR组合定位的非线性滤波算法[J];北京航空航天大学学报;2007年02期
5 房建成,申功勋,万德钧;自适应卡尔曼滤波器在陆地车辆导航中的应用[J];北京航空航天大学学报;1999年02期
6 施家栋;王建中;王红茹;;基于光流的人体运动实时检测方法[J];北京理工大学学报;2008年09期
7 施家栋;王建中;;动态场景中运动目标检测与跟踪[J];北京理工大学学报;2009年10期
8 杨元喜,何海波,徐天河;论动态自适应滤波[J];测绘学报;2001年04期
9 田世君;陈俊;皮亦鸣;;粒子滤波在高动态GPS定位中的应用[J];测绘学报;2007年03期
10 孙红光;张瑾;潘毓学;卜倩;李欢利;;云层背景下粒子滤波目标跟踪方法研究[J];东北师大学报(自然科学版);2010年01期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 郭福成;;一种高斯分布的调整粒子滤波算法[A];第十二届全国信号处理学术年会(CCSP-2005)论文集[C];2005年
2 韩颖婕;张海;李琳怡;;基于混合高斯背景建模的阴影抑制算法[A];第十四届全国图象图形学学术会议论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前9条
1 何衍;机动目标跟踪与传感器网络自组织[D];浙江大学;2001年
2 李涛;非线性滤波方法在导航系统中的应用研究[D];国防科学技术大学;2003年
3 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
4 张昊;高速视频中运动目标姿态自动判读方法的研究[D];天津大学;2005年
5 朱胜利;Mean Shift及相关算法在视频跟踪中的研究[D];浙江大学;2006年
6 魏伟波;基于图像的目标自动识别与跟踪技术研究[D];南京理工大学;2006年
7 张波;基于粒子滤波的图像跟踪算法研究[D];上海交通大学;2007年
8 孙伟;基于粒子滤波的视频目标跟踪关键技术及应用研究[D];西安电子科技大学;2009年
9 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 马玲;拓扑约束法在序列图像高密度细胞追踪中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 许东滨;基于水平集和局部灰度阈值的神经干细胞序列图像的分割算法[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 王炎庆;基于卡尔曼滤波器的神经元干细胞序列图像中活跃细胞的追踪[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 石美;基于图论的阈值化图像分割方法研究[D];合肥工业大学;2011年
5 李孟敏;改进粒子滤波算法及其在目标跟踪中应用研究[D];合肥工业大学;2011年
6 杨建伟;融合MeanShift和卡尔曼滤波的运动目标跟踪算法研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
7 陈红洲;群体智能若干算法研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
8 汤春明;神经元干细胞追踪算法的研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
9 毕华军;粒子滤波器在图像序列目标跟踪中的应用研究[D];国防科学技术大学;2004年
10 沈慧峰;基于粒子滤波的多目标跟踪算法研究[D];浙江大学;2006年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 米亮;彭啸虎;;改进的粒子滤波算法在车辆组合导航中的应用[J];广东通信技术;2012年10期
2 韩厚增;王坚;李增科;王志杰;;基于EKPF的GPS导航模型研究[J];大地测量与地球动力学;2013年02期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 耿波亭;基于Kinect的人体检测和跟踪算法研究[D];杭州电子科技大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵晓雄,张学东;基于自适应学习速率混合高斯模型的背景消除[J];鞍山科技大学学报;2005年Z1期
2 许俊刚,柯有安;自组织神经网络雷达目标识别的研究[J];北京理工大学学报;1992年03期
3 杨志华,曾禹村;背景移动补偿技术的研究[J];北京理工大学学报;2000年03期
4 高立科,曾禹村;红外图像运动目标检测与识别[J];北京理工大学学报;1997年06期
5 顾海军,赵晓晖,王洪革;基于小波模板匹配的目标跟踪[J];吉林大学学报(信息科学版);2003年04期
6 杨富锋;芮筱亭;王国平;魏伟波;;图像制导火箭弹成像环境分析[J];弹箭与制导学报;2006年S4期
7 欧宗瑛,袁野,张艳珍;基于颜色信息足球机器人视觉跟踪算法[J];大连理工大学学报;2000年06期
8 宋永江,夏良正,杨世周;多直线全局运动估计及其在图像稳定中的应用[J];东南大学学报(自然科学版);2002年02期
9 孟军,魏同立,吴金,常昌远;数字图像离散小波变换的原理与硬件实现分析[J];东南大学学报(自然科学版);2002年06期
10 陈建华,张宇河;基于边缘的自适应相关跟踪算法[J];电视技术;2004年04期
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 李红艳;图像低信噪比小目标检测与跟踪算法研究[D];西安电子科技大学;2000年
2 魏波;点时空约束图像目标跟踪理论与实时实现技术研究[D];电子科技大学;2000年
3 郑江滨;视频监视方法研究[D];西北工业大学;2002年
4 张登峰;动态系统的故障检测与诊断研究[D];南京理工大学;2003年
5 陆文广;快速目标自动识别与跟踪方法及实现研究[D];南京理工大学;2005年
6 孙涵;基于红外图像的道路识别与运动目标跟踪[D];南京理工大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 胡明昊;复杂场景下运动目标的实时跟踪[D];南京理工大学;2002年
2 张丽;车辆视频检测与跟踪系统的算法研究[D];浙江大学;2003年
3 杨洪丰;视频序列中运动目标的实时分割与跟踪[D];西安理工大学;2003年
4 陈邦忠;红外图象序列的运动目标检测与运动分析[D];清华大学;2002年
5 石友学;图像匹配中若干问题的研究[D];大连理工大学;2004年
6 王宾;视频序列中运动目标检测与跟踪有关问题的研究[D];西北大学;2004年
7 唐仁圣;空中目标实时跟踪算法研究及系统设计[D];重庆大学;2004年
8 崔宇巍;运动目标检测与跟踪中有关问题的研究[D];西北大学;2005年
【相似文献】
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1 杨伟;柴奇;杨华;黄超超;;基于mean-shift的多目标粒子滤波跟踪算法设计[J];红外技术;2009年05期
2 杨伟;柴奇;;基于mean-shift的多目标粒子滤波跟踪算法设计[J];光电技术应用;2009年04期
3 姚红革;齐华;郝重阳;;复杂情形下目标跟踪的自适应粒子滤波算法[J];电子与信息学报;2009年02期
4 姚剑敏;孙俊喜;孙中森;宋建中;;基于粒子滤波的小波特征跟踪方法研究[J];计算机仿真;2006年01期
5 赵志国;王首勇;同伟;;基于重采样平滑粒子滤波的检测前跟踪[J];空军雷达学院学报;2008年01期
6 赵清杰;陈云蛟;张立群;;基于粒子滤波的雅可比矩阵在线估计技术[J];北京理工大学学报;2008年05期
7 李璟璟;伊国兴;张迎春;;基于粒子滤波的捷联成像导引头视线角速率估计[J];弹箭与制导学报;2009年02期
8 王浩;胡大伟;姚宏亮;何海燕;;动态贝叶斯网络的一种基于BK的粒子滤波推理算法[J];小型微型计算机系统;2009年07期
9 熊伟,何友,张晶炜;多传感器多目标粒子滤波算法[J];光电工程;2005年04期
10 陈养平;王来雄;黄士坦;;基于粒子滤波的神经网络学习算法[J];武汉大学学报(工学版);2006年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈炳文;王文伟;秦前清;刘志刚;;基于时空融合和粒子滤波的红外弱小目标检测[A];第九届全国光电技术学术交流会论文集(上册)[C];2010年
2 宫轶松;归庆明;李保利;张灵敏;;基于均值漂移的粒子滤波算法设计及其在导航数据处理中的应用[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
3 牛丽辉;蔡灿辉;;粒子滤波理论及其在目标跟踪中的应用[A];全国第一届信号处理学术会议暨中国高科技产业化研究会信号处理分会筹备工作委员会第三次工作会议专刊[C];2007年
4 高丙坤;李文超;王帅;;一种改进的粒子滤波跟踪算法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
5 管波;李宗涛;马龙华;;基于状态重建的改进粒子滤波算法在SINS/GPS中的应用研究[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
6 詹武平;聂冲;;改进的UPF在GPS数据处理中的应用[A];全国第4届信号和智能信息处理与应用学术会议论文集[C];2010年
7 王宁;陈常念;陈加忠;范晔斌;王冼;;标定环境下基于粒子滤波的行人跟踪方法[A];第七届和谐人机环境联合学术会议(HHME2011)论文集【oral】[C];2011年
8 王立琦;陈海云;燕小强;;一种改进的粒子滤波视频跟踪算法[A];第13届中国系统仿真技术及其应用学术年会论文集[C];2011年
9 许化龙;夏克寒;曲从善;;粒子滤波及其在车辆航位推算中的应用[A];2004全国测控、计量与仪器仪表学术年会论文集(下册)[C];2004年
10 张应博;秦钟;王法胜;;神经网络训练中的粒子滤波算法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 琳;新加坡研制出新型车辆追踪器[N];中国汽车报;2001年
2 司继跃 钟海波;苍鹰佩带卫星追踪器不影响生活[N];中国绿色时报;2010年
3 复旦大学国际关系与公共事务学院博士 沈逸;“老大哥”一直都在[N];东方早报;2009年
4 刘雪晴;灰鹱:长距离飞行冠军[N];新华每日电讯;2006年
5 日报通讯员 秦淮;喜看工业“三部曲”[N];柳州日报;2009年
6 浙江 韩正樵;BeOS5应用初步[N];电脑报;2001年
7 ;验两表:新加坡抗非典第一防线[N];新华每日电讯;2003年
8 小雪;看人脸色行事的电脑[N];大众科技报;2000年
9 茂馨;雷松公司提升船舶自动识别系统性能[N];中国船舶报;2009年
10 本报记者 陈翔;IT的门对门服务[N];中国计算机报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 田隽;基于粒子滤波的视频目标跟踪算法的研究[D];中国矿业大学;2010年
2 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
3 王乐;卫星USB测控体制下信号特征参数的分析与识别[D];哈尔滨工业大学;2010年
4 周寿军;左心室MRI序列的运动跟踪新方法[D];第一军医大学;2004年
5 李涛;非线性滤波方法在导航系统中的应用研究[D];国防科学技术大学;2003年
6 徐茂格;混沌通信中的粒子滤波技术研究[D];南京理工大学;2008年
7 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
8 肖延国;智能传感器侦察网络中的目标跟踪算法研究[D];中国科学技术大学;2007年
9 许昕;基于滤波技术和粒子群优化的齿轮箱故障诊断研究[D];中北大学;2011年
10 孙伟;基于粒子滤波的视频目标跟踪关键技术及应用研究[D];西安电子科技大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 高伟义;基于粒子滤波的运动对象追踪[D];武汉科技大学;2008年
2 金梦珺;概率假设密度粒子滤波的算法与硬件实现研究[D];浙江大学;2011年
3 苟若愚;基于粒子滤波的运动目标跟踪算法研究与实现[D];重庆大学;2010年
4 张楠;基于粒子滤波的目标跟踪算法研究[D];广东工业大学;2011年
5 冯卫娜;非线性系统参数和状态联合估计新算法研究[D];郑州大学;2010年
6 王洪;基于粒子滤波的飞行目标视频跟踪系统研究[D];武汉理工大学;2010年
7 钱翔;基于改进粒子滤波器目标跟踪算法研究[D];安徽大学;2010年
8 杜炳硕;基于粒子滤波的汽车防撞雷达研究[D];南京理工大学;2004年
9 杨涛;人脸检测与跟踪[D];西北工业大学;2004年
10 刘涛;基于粒子滤波的目标跟踪算法研究[D];西南大学;2010年
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