基于上下文信息的目標(biāo)跟蹤算法研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)軟硬件性能的不斷提升，各種新領(lǐng)域中的視頻圖像處理得到飛速發(fā)展，這也直接使機(jī)器視覺逐漸成為計(jì)算機(jī)研究范圍內(nèi)最為熱門的研究方向之一?；谝曨l的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤作為計(jì)算機(jī)視覺研究范圍內(nèi)的一個(gè)主要研究方向，在導(dǎo)航、軍事等相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)具有十分可觀的應(yīng)用前景。視頻目標(biāo)跟蹤是一種通過對(duì)需要被跟蹤的目標(biāo)物體的特征進(jìn)行學(xué)習(xí)，建立目標(biāo)的基本模型，然后在輸入的視頻圖像序列中獲取目標(biāo)的信息，最后實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的自動(dòng)跟蹤的技術(shù)。為實(shí)現(xiàn)視頻運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤的準(zhǔn)確性及實(shí)

2、時(shí)性，國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者提出了各種各樣的跟蹤算法，然而，在實(shí)際應(yīng)用中視頻運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的跟蹤仍然要解決很多問題，如背景復(fù)雜、光照明暗變化、部分或者全部遮擋、目標(biāo)表面的變化、目標(biāo)運(yùn)動(dòng)加速等，這些因素都會(huì)導(dǎo)致目標(biāo)跟蹤的最終結(jié)果出現(xiàn)錯(cuò)誤。因此，改進(jìn)目標(biāo)跟蹤算法，提高算法的精確度、魯棒性和實(shí)時(shí)性成為基于視頻的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)研究的熱點(diǎn)和主要難點(diǎn)。
　　本文在對(duì)已有的經(jīng)典目標(biāo)跟蹤算法進(jìn)行研究與分析的基礎(chǔ)上，提出了復(fù)雜環(huán)境下實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定跟蹤目標(biāo)的算法，該算

3、法以時(shí)空上下文信息相結(jié)合作為主要思路，論文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)如下:
　　1)提出一種目標(biāo)跟蹤的方法，該方法先是利用空間上下文信息實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的跟蹤，然后利用改進(jìn)的光流算法對(duì)跟蹤結(jié)果進(jìn)行輔助跟蹤，最后融合這兩種信息，獲取最終的目標(biāo)位置，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的健壯性跟蹤，實(shí)驗(yàn)結(jié)果也表明該方法能有效提高目標(biāo)跟蹤的魯棒性。
　　2)提出了一種改進(jìn)的L-K光流算法，該算法利用空間結(jié)構(gòu)性約束(S-expert)和時(shí)間結(jié)構(gòu)性約束(T-expert)對(duì)目標(biāo)結(jié)果區(qū)

4、域進(jìn)行修正，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行修正的目標(biāo)跟蹤方法。并通過結(jié)合時(shí)空上下文信息，有效降低算法復(fù)雜度，確保目標(biāo)跟蹤的健壯性。
　　本文首先對(duì)單攝像頭固定場(chǎng)景下的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤的經(jīng)典算法和理論進(jìn)行了研究及仿真實(shí)現(xiàn)，并給出了實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果;其次主要研究了動(dòng)態(tài)場(chǎng)景中目標(biāo)被遮擋和目標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度突變情況下的目標(biāo)跟蹤，在該場(chǎng)景下結(jié)合空間上下文信息的目標(biāo)追蹤算法及改進(jìn)的L-K光流法進(jìn)行了理論分析和實(shí)驗(yàn)仿真。仿真結(jié)果及實(shí)驗(yàn)分析表明，本文所提出的動(dòng)態(tài)場(chǎng)景目標(biāo)追