基于粒子濾波的視覺目標(biāo)跟蹤算法研究.pdf

1、視覺跟蹤是計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域的核心問題之一，在軍事、監(jiān)測、生產(chǎn)控制、生物醫(yī)學(xué)等方面有著廣闊的市場前景。隨著市場需求的增長，視覺跟蹤技術(shù)特別是其核心算法得到了迅速地發(fā)展。諸多算法中，粒子濾波以其解決非線性非高斯問題的獨(dú)特優(yōu)勢得到了研究人員的特別關(guān)注。隨著近年來計(jì)算成本的迅速降低，粒子濾波逐漸擺脫了計(jì)算量過大的困擾，成為視覺跟蹤中的主流算法。本文對(duì)粒子濾波算法進(jìn)行了深入研究，并根據(jù)視覺跟蹤中常出現(xiàn)的問題，優(yōu)化和改進(jìn)了粒子濾波算法。主要研究內(nèi)容如

2、下:
　　 第一，針對(duì)單一視覺信息在動(dòng)態(tài)變化環(huán)境下描述目標(biāo)不夠充分、跟蹤目標(biāo)不夠穩(wěn)定的缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種基于粒子濾波框架的自適應(yīng)信息融合跟蹤算法，算法中利用顏色、紋理和邊緣信息描述目標(biāo)，通過自適應(yīng)融合策略將信息融合在一起，使得跟蹤算法能根據(jù)當(dāng)前跟蹤形勢自適應(yīng)調(diào)整信息的權(quán)重，實(shí)現(xiàn)信息間的優(yōu)勢互補(bǔ)。由于這種算法能夠始終利用對(duì)當(dāng)前跟蹤場景穩(wěn)定的信息跟蹤目標(biāo)，解決了動(dòng)態(tài)變化場景下單一信息跟蹤失效的問題。在設(shè)計(jì)粒子濾波跟蹤算法時(shí)，利用自適應(yīng)

3、信息融合策略構(gòu)建似然模型，提高了粒子濾波跟蹤算法在復(fù)雜場景下的穩(wěn)健性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，自適應(yīng)信息融合跟蹤算法在目標(biāo)平動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)、遮擋等情形下都能成功地跟蹤目標(biāo)。
　　 第二，粒子濾波方法雖然具有優(yōu)異的跟蹤性能，但是該算法也存在著一些缺點(diǎn)，最典型的缺點(diǎn)是運(yùn)算量大和粒子的退化問題，以及采用傳統(tǒng)的重采樣之后又出現(xiàn)的粒子多樣性減弱問題。針對(duì)上述問題，本文提出基于小生境遺傳算法的粒子濾波算法，在該算法中，粒子濾波和Mean Shift同步進(jìn)行