基于小軌跡關(guān)聯(lián)的多人跟蹤方法研究.pdf

1、基于視頻的多人跟蹤是通過(guò)視頻內(nèi)容分析技術(shù)將視域場(chǎng)景內(nèi)的多個(gè)目標(biāo)在視頻中進(jìn)行連續(xù)的追蹤，并對(duì)每一個(gè)目標(biāo)保持唯一的身份標(biāo)識(shí)。目標(biāo)跟蹤技術(shù)在智能視頻分析領(lǐng)域中有著諸多的應(yīng)用，例如智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)，基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的人機(jī)交互等領(lǐng)域都需要研究目標(biāo)跟蹤技術(shù)。而目標(biāo)跟蹤技術(shù)作為高層視頻語(yǔ)義分析過(guò)程中前端不可或缺的關(guān)鍵技術(shù)，近年來(lái)也越來(lái)越受到計(jì)算機(jī)視覺(jué)研究者的廣泛關(guān)注。
　　同時(shí)跟蹤多個(gè)目標(biāo)的主要挑戰(zhàn)在于由于場(chǎng)景內(nèi)多個(gè)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)，會(huì)導(dǎo)致目標(biāo)之間出現(xiàn)

2、頻繁而復(fù)雜的互相遮擋問(wèn)題。這對(duì)正確跟蹤目標(biāo)提出了很大挑戰(zhàn)。近年來(lái)，國(guó)際上出現(xiàn)了針對(duì)解決場(chǎng)景內(nèi)多人跟蹤的新思路——全局關(guān)聯(lián)，有些學(xué)者也稱其為基于小軌跡關(guān)聯(lián)的跟蹤技術(shù)。該思路主要包括三個(gè)部分:小軌跡構(gòu)建，小軌跡的特征提取，以及小軌跡關(guān)聯(lián)成最終跟蹤結(jié)果。但是目前，基于小軌跡關(guān)聯(lián)的跟蹤方法還不是很成熟，該方法的三個(gè)主要部分均需要做深入的研究工作。所以針對(duì)目前基于小軌跡關(guān)聯(lián)的多人跟蹤的研究難點(diǎn)，本文的研究?jī)?nèi)容主要包括以下三個(gè)方面:
　　1)

3、基于粒子濾波的自適應(yīng)小軌跡構(gòu)建方法:在基于小軌跡關(guān)聯(lián)的目標(biāo)跟蹤方法中，小軌跡的構(gòu)建是整個(gè)跟蹤算法的第一步。傳統(tǒng)的小軌跡構(gòu)建方法是連接相鄰幀的檢測(cè)結(jié)果使小軌跡進(jìn)行可靠而有效的生長(zhǎng)，其基本假設(shè)是同一目標(biāo)在相鄰幀之間的目標(biāo)表觀特征及目標(biāo)大小沒(méi)有明顯的變化。但是在復(fù)雜場(chǎng)景中，由于場(chǎng)景的背景復(fù)雜，目標(biāo)相對(duì)于攝像機(jī)所處姿態(tài)等問(wèn)題，導(dǎo)致目前基于分類器的目標(biāo)檢測(cè)很難在每一幀當(dāng)中都檢測(cè)到該目標(biāo)，從而使小軌跡在構(gòu)建過(guò)程中不能得到充分而有效的生長(zhǎng)。本文提出了

4、基于粒子濾波的自適應(yīng)小軌跡構(gòu)建方法。在構(gòu)建小軌跡的過(guò)程中，我們加入粒子濾波技術(shù)，結(jié)合目標(biāo)檢測(cè)結(jié)果，并根據(jù)粒子濾波所計(jì)算出的目標(biāo)后驗(yàn)分布，自適應(yīng)的決定小軌跡是否應(yīng)該被終止。這樣在一定程度上可以改善小軌跡的構(gòu)建效果，從而為后續(xù)的目標(biāo)特征提取，小軌跡關(guān)聯(lián)打下基礎(chǔ)。
　　2)目標(biāo)表觀特征提取:目標(biāo)表觀特征提取是目標(biāo)跟蹤中的一個(gè)重要問(wèn)題，一直貫穿于整個(gè)目標(biāo)跟蹤領(lǐng)域。本文中，我們提出了一種叫做時(shí)空表觀模型的目標(biāo)表觀表示方法。該方法通過(guò)自適應(yīng)聚

5、類策略，對(duì)每一個(gè)小軌跡中的所有目標(biāo)區(qū)域中的像素在時(shí)間和空間上進(jìn)行聚類，從而形成若干個(gè)跨越若干幀的表觀子區(qū)域分類。相對(duì)于以前的目標(biāo)表觀特征僅僅是對(duì)單一幀提取目標(biāo)表觀，沒(méi)有考慮到目標(biāo)表觀在連續(xù)幀中的相關(guān)性而言，該方法所生成的表觀模型不僅提供了目標(biāo)表觀在空間上的動(dòng)態(tài)子區(qū)域信息，并且提供了目標(biāo)表觀的子區(qū)域在時(shí)間上的分布信息。
　　3)小軌跡關(guān)聯(lián):為了將小軌跡進(jìn)行有效的關(guān)聯(lián)，形成最終的跟蹤軌跡，我們提出了基于時(shí)空表觀模型的自適應(yīng)表觀模型選擇

6、方法，并結(jié)合目標(biāo)運(yùn)動(dòng)特征的模糊搜索范圍進(jìn)行小軌跡關(guān)聯(lián)?；跁r(shí)空表觀模型的自適應(yīng)表觀模型選擇方法是為了計(jì)算任意一對(duì)小軌跡之間的最小表觀距離而做的自適應(yīng)選擇。如果最小表觀距離不能達(dá)到全局最小，那么這兩個(gè)小軌跡就不能被關(guān)聯(lián)為最終的跟蹤軌跡?；谶\(yùn)動(dòng)特征的模糊搜索范圍是利用目標(biāo)運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)信息輔助小軌跡關(guān)聯(lián)，并通過(guò)模糊搜索范圍在一定程度上解決由于目標(biāo)小幅度非線性運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的運(yùn)動(dòng)特征計(jì)算不準(zhǔn)確的問(wèn)題。
　　綜上所述，本文將對(duì)基于小軌跡關(guān)聯(lián)的多人跟