基于核相關(guān)濾波的長時(shí)間目標(biāo)跟蹤算法研究.pdf

1、目標(biāo)跟蹤一直以來都是機(jī)器視覺領(lǐng)域的一個(gè)焦點(diǎn)問題，其目的在于在圖像序列中定位感興趣目標(biāo)并持續(xù)、穩(wěn)定和準(zhǔn)確地跟蹤下去。目標(biāo)跟蹤在人機(jī)交互、武器制導(dǎo)、汽車自動(dòng)駕駛、視頻監(jiān)控、可穿戴設(shè)備等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。然而，在實(shí)際場(chǎng)景中目標(biāo)跟蹤面臨著諸多挑戰(zhàn)，目標(biāo)的尺度變化、姿態(tài)變化、環(huán)境光照變化、背景復(fù)雜以及遮擋甚至是離開視野后重現(xiàn)等問題都會(huì)影響跟蹤性能。在上述復(fù)雜情形下，長時(shí)間穩(wěn)定跟蹤目標(biāo)依然是嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
　　近年來判別式跟蹤算法引起了廣泛關(guān)注

2、，該類方法通過訓(xùn)練和更新在線分類器來確定目標(biāo)的位置。其中基于核相關(guān)濾波的跟蹤算法取得了非常優(yōu)秀的跟蹤效果，并且取得了非?？捎^的跟蹤速度，滿足實(shí)時(shí)處理要求。本文以核相關(guān)濾波目標(biāo)跟蹤算法為基礎(chǔ)，從兩個(gè)層面針對(duì)相關(guān)濾波目標(biāo)跟蹤難以實(shí)現(xiàn)長時(shí)間目標(biāo)準(zhǔn)確跟蹤的問題進(jìn)行研究改進(jìn)。
　　核相關(guān)濾波方法對(duì)目標(biāo)尺寸變化和遮擋適應(yīng)性較弱，從而導(dǎo)致在長時(shí)間目標(biāo)跟蹤過程中跟蹤性能下降甚至是跟蹤失敗。本文針對(duì)這個(gè)問題，在核相關(guān)濾波框架上引入尺度不變特征，通過

3、局部顯著性和穩(wěn)定性分析，在搜索區(qū)域中篩選可靠關(guān)鍵點(diǎn)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)在目標(biāo)被遮擋和尺度變化時(shí)對(duì)關(guān)鍵點(diǎn)特征的可靠跟蹤；在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行核相關(guān)濾波模塊和關(guān)鍵點(diǎn)匹配跟蹤模塊輸出的加權(quán)融合。實(shí)驗(yàn)表明通過兩個(gè)獨(dú)立模塊相互輔助、相互約束進(jìn)而可以得到更加準(zhǔn)確的目標(biāo)位置。
　　其次，針對(duì)核相關(guān)濾波在長時(shí)間目標(biāo)跟蹤過程中遇到復(fù)雜情形如目標(biāo)嚴(yán)重遮擋、離開視野后重現(xiàn)、嚴(yán)重漂移等情形導(dǎo)致的跟蹤失敗，本文提出在核相關(guān)濾波框架上添加一個(gè)基于全局顯著性分析的獨(dú)立檢測(cè)器