基于补偿注意力机制的Siamese网络跟踪算法

作     者：安玉 葛海波 何文昊 马赛 程梦洋 AN Yu;GE Haibo;HE Wenhao;MA Sai;CHENG Mengyang

作者机构：西安邮电大学电子工程学院陕西西安710121 

出 版 物：《计算机工程》 (Computer Engineering)

年 卷 期：2024年第50卷第4期

页      面：187-196页

学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 08[工学] 081002[工学-信号与信息处理] 

基　　金：陕西省自然科学基金(2011JM8038) 陕西省重点产业创新链(群)项目(S2019-YF-ZDCXL-0098) 

主　　题：目标跟踪 Siamese网络 Res Net-50网络 注意力机制 特征融合 

摘      要：为了应对视觉目标跟踪中常见的目标尺寸变化、运动模糊、目标被遮挡、目标受相似物干扰等问题,提出一种基于补偿注意力机制的Siamese网络跟踪算法CDAM-Siam。首先采用Res Net-50网络构建Siamese的骨干网络以进行不同层次的特征提取,加深网络同时充分利用不同层所提取的特征;其次在骨干网络中融入具有补偿机制的双重注意力网络CDAM,强化特征图中的有效特征并减弱一些边缘特征,以提高CDAM-Siam算法面对复杂场景时的鲁棒性;最后构建特征融合网络并将其添加到主干网络中,对来自不同层次的特征图进行有效融合以获得高分辨率和信息丰富的特征图,最终实现准确的目标跟踪。在GOT-10K和You Tube-BB数据集上对CDAM-Siam算法进行训练后,在OTB100数据集上进行检测,结果表明,CDAM-Siam的跟踪成功率和精度分别达到68.3%和89.5%,在面临跟踪任务中的常见挑战时其仍能保持较好的跟踪效果,跟踪速度可达56帧/s,满足实时跟踪需求;在VOT2018数据集中的测试结果显示,该算法的准确率、鲁棒性和平均重叠率分别可达53.8%、39.4%和26.5%。