均值偏移算法在目標跟蹤中的應用研究.pdf

1、目標跟蹤是指在視頻序列中對感興趣的目標進行有效的跟蹤,一直都是計算機視覺領域中的一個典型問題。它在視頻監(jiān)控、智能交通、人機交互以及國防建設等諸多領域都有廣泛的應用。在諸多的目標跟蹤方法中，均值偏移（Mean Shift）算法是一種基于模板匹配的目標跟蹤算法，它的核心思想是將特征的核密度估計漂移到局部極大值點，由于其計算簡單、實時性好，對目標變形、部分遮擋具有一定魯棒性，近年來成為目標跟蹤領域的研究熱點。本文主要的研究工作包括以下幾個方面

2、。
　　 ①對目標跟蹤技術及均值偏移算法的研究現狀進行了分析總結。根據對跟蹤問題的處理思路不同，將現有的目標跟蹤方法分為基于數據驅動的方法和基于模型驅動的方法，并分析了各類算法的優(yōu)缺點，為今后目標跟蹤技術的研究提供了一定的理論支持。
　　 ②深入研究了均值偏移算法及其在目標跟蹤中的應用，對均值偏移目標跟蹤算法的性能做了理論分析和實驗驗證。在跟蹤過程中，通過手動方式在視頻序列的第一幀中確定目標區(qū)域，然后在RGB顏色特征空間

3、中建立目標模型及候選模型，利用Bhattacharyya系數衡量其相似度。以相似性最大為原則，均值偏移算法在后續(xù)幀中迭代地搜索出目標的真實位置。最后，選取幾個有代表性的視頻序列做為實驗數據進行了仿真實驗。在此基礎上對算法的計算復雜度和優(yōu)缺點進行了分析、總結，并指出了算法未來的主要研究方向。
　　 ③對均值偏移算法中的窗口帶寬選擇策略進行了深入研究。在均值偏移目標跟蹤算法中，帶寬的取值直接關系到參與計算的像素數量和背景噪聲混入的程

4、度，而大部分研究人員往往直接按照慣例采用傳統(tǒng)的帶寬選擇策略，很少有人對此問題進行探討。針對這個問題，本文通過實驗分析了不同帶寬選擇策略對跟蹤算法的影響，利用跟蹤準確度和時間代價兩個性能指標對其進行比較，說明了傳統(tǒng)的基于半對角線的帶寬選擇策略在實際跟蹤過程中效果較好。
　　 ④提出了一種基于相似橢圓的雙帶寬選擇策略，并將其納入到傳統(tǒng)均值偏移目標跟蹤算法中。通過構造一個與目標區(qū)域內接橢圓的相似橢圓，利用其長軸和短軸確定核函數帶寬。該