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近些年,随着智能交通、平安城市等一系列智能化概念的提出,智能视频监控技术受到了研究人员的广泛关注。智能视频监控主要是从视频序列中检测、跟踪和识别出感兴趣的目标,然后对目标行为进行分析、理解,最终达到描述、监视目标的目的。目标跟踪技术是智能视频监控的重要组成部分,但在实际情况中,运动目标经常会出现姿势变化、尺度变化、相互遮挡等现象,成为了准确跟踪目标亟待解决的难题。 本文主要针对静止单摄像机的目标跟踪算法,为了解决实际监控项目中因为目标遮挡、外观变化而引起的目标跟踪丢失问题,重点研究了粒子滤波、在线随机森林等跟踪算法,提出了更加鲁棒的目标跟踪算法。本文的主要研究内容和创新点包括: (1)改进原有的HSV颜色直方图特征和LBP纹理特征提取方法,得到46维的颜色纹理直方图统计特征。此方法融合了颜色和纹理特征,能够较好地描述目标,同时降低了特征维度,使算法速度更快。 (2)提出了一种基于粒子滤波和在线随机森林的目标跟踪算法。通过分析粒子滤波跟踪过程中产生漂移现象的原因,将在线随机森林算法与之相结合,提出了一种新的目标跟踪算法。利用粒子滤波算法预测目标位置,通过在线随机森林来对各个粒子进行分类,从而得到每个粒子的权重,确定目标的当前位置,新的目标作为正样本,权重小的粒子作为部分负样本,在线更新随机森林。本算法改进了粒子滤波中相似性度量的方法,使跟踪更加准确。 (3)将一般物体检测算法与上述目标跟踪算法相结合,进一步改进了提出的基于粒子滤波与在线随机森林的目标跟踪算法。当要跟踪的目标快丢失时,利用一般物体检测算法找出图像中的物体,然后用随机森林分类器确定目标的位置,用新的目标校正粒子的位置和在线更新随机森林分类器,保证目标被准确跟踪。 在不同场景的视频数据集上进行测试,实验结果表明本文提出的目标跟踪算法,在姿势变化、遮挡、背景复杂等情况下可以实时准确地跟踪目标。与粒子滤波、在线随机森林等其他目标跟踪算法相比,本文提出的算法具有更好的跟踪效果。