基于空間直方圖的目標跟蹤方法研究.pdf

1、目標跟蹤是機器視覺領域的前沿研究課題，其本質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、運動、形狀等)的目標位置。隨著圖像處理技術的快速發(fā)展和計算機性能的不斷提高，目標跟蹤技術在視頻監(jiān)控、視頻檢索、人機交互、交通監(jiān)控、醫(yī)療診斷、機器人視覺導航、虛擬現實和成像制導等方面得到越來越廣泛的應用。
　　 在眾多目標跟蹤算法中，基于meanshift的跟蹤算法由于其實時性和簡約性，得到廣泛的應用。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現跟蹤。普通顏色直方圖僅利用像素的統計特征，因此在目標發(fā)生遮擋形變、復雜背景和小目標的情況下會丟失目標?？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計像素的位置信息，在目標發(fā)生旋轉、形變時跟蹤效果一般且耗時較多。而contourl

3、et直方圖利用目標的紋理信息建立直方圖，且在主方向上具有旋轉不變性，克服了空間直方圖的缺點，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。實驗結果表明，該方法能夠有效地跟蹤旋轉和形變目標，且對邊緣清晰的紅外目標能實現魯棒跟蹤。
　　 在實際目標跟蹤過程中，常常會遇到各種復雜情況，如小目標發(fā)生形變旋轉、紅外目標發(fā)生遮擋、背景復雜等。特征融合是克

4、服上述復雜情況的方法之一。本文在meanshift跟蹤框架下提出一種融合空間直方圖和contourtlet直方圖的目標跟蹤方法，同時融合了目標的顏色信息、像素空間信息和紋理信息，并利用每一幀的相似度函數作為權值，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行自適應加權，獲得最后的跟蹤結果。實驗結果表明，本文提出的算法在目標發(fā)生旋轉形變、前后遮擋和跟蹤目標是小目標等情況下，都能夠實現魯棒跟蹤，且跟蹤效果優(yōu)于基