基于空間直方圖的目標(biāo)跟蹤方法研究.pdf

1、目標(biāo)跟蹤是機(jī)器視覺領(lǐng)域的前沿研究課題，其本質(zhì)是在圖像序列中通過遞推估計來確定感興趣的具有某種顯著特征(如紋理、顏色、運(yùn)動、形狀等)的目標(biāo)位置。隨著圖像處理技術(shù)的快速發(fā)展和計算機(jī)性能的不斷提高，目標(biāo)跟蹤技術(shù)在視頻監(jiān)控、視頻檢索、人機(jī)交互、交通監(jiān)控、醫(yī)療診斷、機(jī)器人視覺導(dǎo)航、虛擬現(xiàn)實(shí)和成像制導(dǎo)等方面得到越來越廣泛的應(yīng)用。
　　 在眾多目標(biāo)跟蹤算法中，基于meanshift的跟蹤算法由于其實(shí)時性和簡約性，得到廣泛的應(yīng)用。在meansh

2、ift跟蹤框架中，直方圖是一個較為常用且有效的特征描述方法，許多研究者致力于研究各種各樣的直方圖以有效地實(shí)現(xiàn)跟蹤。普通顏色直方圖僅利用像素的統(tǒng)計特征，因此在目標(biāo)發(fā)生遮擋形變、復(fù)雜背景和小目標(biāo)的情況下會丟失目標(biāo)?？臻g直方圖融合了像素的空間位置信息與顏色信息，克服了顏色直方圖的諸多缺陷，因此在meanshift框架下跟蹤效果要優(yōu)于顏色直方圖。但空間直方圖需要統(tǒng)計像素的位置信息，在目標(biāo)發(fā)生旋轉(zhuǎn)、形變時跟蹤效果一般且耗時較多。而contourl

3、et直方圖利用目標(biāo)的紋理信息建立直方圖，且在主方向上具有旋轉(zhuǎn)不變性，克服了空間直方圖的缺點(diǎn)，因此本文將contourlet直方圖引入meanshift框架中，提出一種基于contourlet直方圖的meanshift跟蹤算法。實(shí)驗結(jié)果表明，該方法能夠有效地跟蹤旋轉(zhuǎn)和形變目標(biāo)，且對邊緣清晰的紅外目標(biāo)能實(shí)現(xiàn)魯棒跟蹤。
　　 在實(shí)際目標(biāo)跟蹤過程中，常常會遇到各種復(fù)雜情況，如小目標(biāo)發(fā)生形變旋轉(zhuǎn)、紅外目標(biāo)發(fā)生遮擋、背景復(fù)雜等。特征融合是克

4、服上述復(fù)雜情況的方法之一。本文在meanshift跟蹤框架下提出一種融合空間直方圖和contourtlet直方圖的目標(biāo)跟蹤方法，同時融合了目標(biāo)的顏色信息、像素空間信息和紋理信息，并利用每一幀的相似度函數(shù)作為權(quán)值，分別對基于空間直方圖的跟蹤位移和基于contourlet直方圖的跟蹤位移進(jìn)行自適應(yīng)加權(quán)，獲得最后的跟蹤結(jié)果。實(shí)驗結(jié)果表明，本文提出的算法在目標(biāo)發(fā)生旋轉(zhuǎn)形變、前后遮擋和跟蹤目標(biāo)是小目標(biāo)等情況下，都能夠?qū)崿F(xiàn)魯棒跟蹤，且跟蹤效果優(yōu)于基