基于曲線擬合的目標(biāo)跟蹤算法研究.pdf

1、近些年來(lái)，由于計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)在人機(jī)交互、圖像導(dǎo)航制導(dǎo)、城市安全等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)受到了高校有關(guān)學(xué)者、工程開(kāi)發(fā)人員的極大關(guān)注。以準(zhǔn)確獲取目標(biāo)物體并能持續(xù)的得到目標(biāo)物體在視頻流中的位置為目的的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤檢測(cè)技術(shù)是計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)應(yīng)用到上述領(lǐng)域的基礎(chǔ)，也是當(dāng)前計(jì)算機(jī)視覺(jué)研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一。
　　視頻目標(biāo)跟蹤方法可以分為多種，目前使用最多的是MeanShift算法及其相關(guān)的改進(jìn)算法，包括CamShift算法、及其與卡爾曼濾波

2、相結(jié)合的改進(jìn)算法，但是此類(lèi)算法在針對(duì)有大同色背景干擾的情況下，算法并不能準(zhǔn)確的對(duì)目標(biāo)物體實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確。
　　文章針對(duì)此類(lèi)問(wèn)題提出了一種基于曲線擬合的目標(biāo)跟蹤方法，此方法首先由人工圈出要跟蹤的目標(biāo)物體，然后利用其歷史軌跡點(diǎn)數(shù)據(jù)對(duì)其以后幾幀的目標(biāo)位置進(jìn)行預(yù)測(cè)，實(shí)驗(yàn)證明，利用該方法可以在一定程度上的有效的解決視頻目標(biāo)在跟蹤過(guò)程中所遇到的復(fù)雜背景干擾、目標(biāo)形狀變化、遮擋及計(jì)算的有效性問(wèn)題。
　　所做主要工作如下:
　　首先，簡(jiǎn)要的

3、介紹了視頻跟蹤技術(shù)研究的意義，并且對(duì)前人所做的一些工作包括視頻跟蹤場(chǎng)景的分類(lèi)、視頻跟蹤技術(shù)的分類(lèi)及視頻目標(biāo)跟蹤技術(shù)的研究現(xiàn)狀和研究難點(diǎn)做了一個(gè)總結(jié)。
　　其次，對(duì)于視頻目標(biāo)跟蹤的第一步獲取目標(biāo)，文章簡(jiǎn)要的介紹了幾種前景檢測(cè)的基本方法，及背景建模的方法。并且針對(duì)當(dāng)前使用較為廣泛的單高斯背景建模、混合高斯背景建模等方法進(jìn)行了總結(jié)與比較，為下面的算法理論奠定了基礎(chǔ)。簡(jiǎn)要的介紹了基于模板特征的MeanShift跟蹤算法及改進(jìn)的CamShi

4、ft算法的跟蹤原理，驗(yàn)證了其在一定場(chǎng)景下對(duì)目標(biāo)跟蹤的無(wú)效性。
　　最后，針對(duì)以模板匹配為基礎(chǔ)的視頻目標(biāo)跟蹤算法存在的計(jì)算量大及模板漂移的問(wèn)題，在攝像機(jī)固定、目標(biāo)運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)景下，根據(jù)物體運(yùn)動(dòng)在短時(shí)間內(nèi)所具有的空間連續(xù)性的特性，提出了一種基于曲線擬合的目標(biāo)跟蹤方法。首先在要跟蹤的視頻幀上圈出包含目標(biāo)物的最小閉包矩形，并以此閉包矩形的中心點(diǎn)作為擬合點(diǎn)，對(duì)質(zhì)心的運(yùn)動(dòng)軌跡的進(jìn)行方程擬合，以最小閉包矩形的質(zhì)心位置及大小為基礎(chǔ)，結(jié)合運(yùn)動(dòng)軌跡方程，

5、預(yù)測(cè)目標(biāo)物在下一幀前景圖像中可能出現(xiàn)的區(qū)域塊（ROI區(qū)域）位置，若能在此區(qū)域內(nèi)找到滿足閾值要求的質(zhì)心點(diǎn)，則認(rèn)為此質(zhì)心點(diǎn)為目標(biāo)物質(zhì)心的實(shí)際坐標(biāo)值并以此坐標(biāo)對(duì)擬合點(diǎn)進(jìn)行更新，否則，則利用擬合點(diǎn)估計(jì)目標(biāo)物質(zhì)心點(diǎn)的坐標(biāo)值并以此估計(jì)值更新擬合點(diǎn)坐標(biāo)。無(wú)論是用實(shí)際坐標(biāo)值更新擬合點(diǎn)還是用估計(jì)值更新擬合點(diǎn)，在處理下一幀圖像時(shí)，都應(yīng)該按照一定的速率更新ROI區(qū)域的大小，以提高目標(biāo)跟蹤的準(zhǔn)確性。實(shí)驗(yàn)表明，該方法在一定的場(chǎng)景下可以準(zhǔn)確、有效的實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物的跟