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复杂场景下的核相关滤波目标跟踪算法研究

复杂场景下的核相关滤波目标跟踪算法研究

作者：纪执安燕山大学

学位级别：硕士

近几十年,目标跟踪技术发展迅猛,其无论是在军用还是民用方面都得了广泛应用。核相关滤波算法由于其速度快、精度高,在目标跟踪算法中占有越来越重要的地位。但由于跟踪环境复杂多样,存在光照变化、遮挡、背景和尺度变化等多因素干扰,... 详细信息

近几十年,目标跟踪技术发展迅猛,其无论是在军用还是民用方面都得了广泛应用。核相关滤波算法由于其速度快、精度高,在目标跟踪算法中占有越来越重要的地位。但由于跟踪环境复杂多样,存在光照变化、遮挡、背景和尺度变化等多因素干扰,影响目标跟踪算法的精确性,甚至严重时会丢失跟踪目标。针对上述问题,本文对核相关滤波算法进行了改进,使其在跟踪精度上较原算法提高了28.26%,具体内容如下:首先,针对外部环境的光照变化和目标快移动问题,在核相关滤波算法的方向梯度直方图特征模型上,加入LLE（Locally Linear Embedding）降维颜色特征模型,并依据两种模型在频域中的滤波响应,分配各自的权重。另外,为防止模型间出现过拟合现象,对权重进行增加惩罚项处理。通过定量和定性实验分析,表明改进算法在处理目标抖动、光照和目标快速平移等方面具有良好的效果。接着,对于跟踪过程中的目标尺度变化问题,提出将目标坐标信息进行对数极坐标变换,这样目标尺度的非线性变化就能转为对数极坐标轴的线性平移,并引入亚像素来提高对数极坐标变换后的图像质量。同时,通过相邻帧间的对数极坐标信息训练相位相关滤波器,依据滤波最大响应计算出目标的尺度和旋转角度。再有针对遮挡问题,引入判断机制,将每帧目标图像对应的波峰震荡和峰值旁瓣比相结合,并依据此机制来决定是否更新目标模型。实验表明了该改进算法的有效性。最后,为了进一步提高核相关滤波算法的精度,基于深度学习对目标跟踪算法的位置和尺度进行了改进。提取训练好的VGG-Net-19网络模型中的两个卷积层深度特征,将两种特征加权相连,并引入第一帧目标的丰富信息,得到最佳的滤波位置响应。同时,利用尺度因子建立尺度池,来解决深度学习下的核相关滤波算法尺度问题。通过实验表明了该改进算法对提高跟踪精度有着良好的效果。

关键词：目标跟踪核相关滤波算法 LLE降维对数极坐标变换深度学习

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融合多层深度特征的核相关滤波跟踪算法

高技术通讯 2020年第2期30卷 126-133页

作者：李国友纪执安张凤煦燕山大学电气工程学院秦皇岛066004

针对核相关滤波算法(KCF)难以处理目标尺度变化、旋转、遮挡等问题,本文在KCF的框架下提出了一种融合多层深度特征的抗遮挡目标跟踪算法。首先,在频域中,利用岭回归分类器训练VGG-2048上的conv3和conv6两层深度特征,分别得出置信度,将... 详细信息

针对核相关滤波算法(KCF)难以处理目标尺度变化、旋转、遮挡等问题,本文在KCF的框架下提出了一种融合多层深度特征的抗遮挡目标跟踪算法。首先,在频域中,利用岭回归分类器训练VGG-2048上的conv3和conv6两层深度特征,分别得出置信度,将两者特征加权相连,替代原KCF的方形梯度直方图(HOG)特征,同时引入第1帧目标的残留信息,获得更为出色的位置响应输出。然后,针对遮挡问题,提出一种响应峰值判断抗遮挡机制。最后,通过双线性插值建立深度特征尺度池,解决目标尺度问题。在测试集(OTB-100)上的实验结果表明,改进后的算法能解决复杂环境下的目标跟踪问题,算法具有鲁棒性。

关键词：核相关滤波算法(KCF) 深度特征响应峰值尺度池鲁棒性

一种基于多特征融合的核相关滤波目标跟踪算法

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计算机与应用化学 2018年第12期35卷 1004-1011页

作者：李国友纪执安张凤煦燕山大学工业计算机控制工程河北省重点实验室河北省秦皇岛市066004

针对核相关滤波算法(KCF)难以处理目标遮挡、旋转、快速移动等问题,本文在KCF的基础上提出了一种基于多特征融合的核相关滤波目标跟踪算法。首先,对密集采样后的样本建立多个特征模型,通过岭回归分类器对不同特征模型进行训练得到相应... 详细信息

针对核相关滤波算法(KCF)难以处理目标遮挡、旋转、快速移动等问题,本文在KCF的基础上提出了一种基于多特征融合的核相关滤波目标跟踪算法。首先,对密集采样后的样本建立多个特征模型,通过岭回归分类器对不同特征模型进行训练得到相应的滤波模板,然后,在频域中求其最大响应,分配各个特征模型权重系数。最后引入一个遮挡判断机制,实现抗遮挡处理,以获得更为精确的目标位置。实验结果表明:改进后的算法能较好的满足视频跟踪的实时性要求,具有良好的鲁棒性和精确性。

关键词：目标跟踪特征融合遮挡机制鲁棒性

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采用高效卷积算子的长期目标追踪算法

小型微型计算机系统 2019年第9期40卷 1951-1955页

作者：李国友张凤煦纪执安燕山大学工业计算机控制工程河北省重点实验室

针对目标跟踪中存在的对严重遮挡和出视野的目标跟踪失败的问题,提出了一种基于高效卷积算子的长期目标追踪算法.该算法首先利用滤波器的检测得分计算当前目标是否受到遮挡,停止对遮挡目标尺度模型的更新;然后利用遮挡情况和外观模型置... 详细信息

针对目标跟踪中存在的对严重遮挡和出视野的目标跟踪失败的问题,提出了一种基于高效卷积算子的长期目标追踪算法.该算法首先利用滤波器的检测得分计算当前目标是否受到遮挡,停止对遮挡目标尺度模型的更新;然后利用遮挡情况和外观模型置信度判断目标的可靠性,对不可靠目标的模型不计入外观模型更新序列中.当目标长期遮挡或者丢失时,利用融合空间权重、目标检测得分和最佳伙伴相似性得分来重定位目标.与原始的高效卷积算子算法进行对比实验的结果表明,改进的算法能有效地解决目标遮挡和出视野情况下的目标跟踪失败的问题,具有较高的跟踪精度和鲁棒性.

关键词：长期跟踪出视野遮挡高效卷积算子最佳伙伴相似性

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聚合釜温度自适应预测控制设计与仿真

计算机与应用化学 2018年第5期35卷 366-374页

作者：李国友孟岩夏永彬纪执安闫春玮燕山大学工业计算机控制工程河北省重点实验室

在聚合反应升温到设定温度的过渡阶段,由于聚合颗粒的不断产生影响聚合釜传热系数,其温度被控对象特性也会发生变化,如容量滞后变化、滞后时间的变化等,温度控制具有的非线性、滞后、参数慢时变的特性,本文提出一种基于CARIMA模型的自... 详细信息

在聚合反应升温到设定温度的过渡阶段,由于聚合颗粒的不断产生影响聚合釜传热系数,其温度被控对象特性也会发生变化,如容量滞后变化、滞后时间的变化等,温度控制具有的非线性、滞后、参数慢时变的特性,本文提出一种基于CARIMA模型的自适应广义预测控制,以工艺常见的一阶惯性滞后对象为研究对象,利用递推最小二乘法不断在线辨识修正其CARIMA模型参数,并通过改进的JGPC广义预测控制计算最优化的控制量,从而能够达到自适应被控对象变化,实现无超调最优平滑控制。通过仿真实验,得出该方法能够在对象特性发生改变时仍能保持良好的曲线特性,与传统PID相比,具有优良的自适应控制效果。

关键词： CARIMA模型改进广义预测控制JGPC 自适应控制无超调聚合釜

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自适应多滤波器的高效卷积算子目标跟踪算法

光电工程 2020年第7期47卷 48-60页

作者：李国友张凤煦纪执安燕山大学工业计算机控制工程河北省重点实验室河北秦皇岛066004

针对单一滤波器难以适应复杂变化的目标跟踪环境的问题,本文在高效卷积算子目标跟踪算法的基础上,提出了自适应多滤波器的目标跟踪算法。该算法使用时空正则化滤波器、一致性检验滤波器和高效卷积算子算法中的相关滤波器分别与目标特征... 详细信息

针对单一滤波器难以适应复杂变化的目标跟踪环境的问题,本文在高效卷积算子目标跟踪算法的基础上,提出了自适应多滤波器的目标跟踪算法。该算法使用时空正则化滤波器、一致性检验滤波器和高效卷积算子算法中的相关滤波器分别与目标特征进行卷积,得到三个滤波检测得分。其中,时空正则化滤波器是通过将时间正则化引入相关滤波损失函数而得到;一致性检验滤波器是通过反向定位前几帧目标,比较反向与正向定位坐标的误差,只有误差小于阈值时才更新滤波器;选择峰值旁瓣比最大滤波检测得分,估计目标的位置。使用OTB-2015数据集和UAV123数据集对改进算法进行测试,实验结果表明,本文算法能够更好地适应跟踪过程中的复杂变化的环境,具有较高的精度和鲁棒性。

关键词：目标跟踪滤波器时空正则化一致性检验高效卷积算子

世界历史视域下无产阶级政党建设思想探析——基于《共产党宣言》的文本诠释

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贵州社会科学 2024年第2期410卷 35-41页

作者：朱执广西大学广西南宁530004

《共产党宣言》明确了共产党人的立场、纲领和目标,是无产阶级政党建设的纲领性文献。《共产党宣言》中的无产阶级政党建设思想体现了马克思主义鲜明的世界历史特质。马克思恩格斯的观点表明,无产阶级政党的诞生,是历史转化为世界历史... 详细信息

《共产党宣言》明确了共产党人的立场、纲领和目标,是无产阶级政党建设的纲领性文献。《共产党宣言》中的无产阶级政党建设思想体现了马克思主义鲜明的世界历史特质。马克思恩格斯的观点表明,无产阶级政党的诞生,是历史转化为世界历史的必然结果,把“世界历史运动的集中者”定位为无产阶级,就此确立了无产阶级政党的人民群众立场;提出所有制问题是世界历史运动的基本问题,从而把无产阶级政党与所有制紧密结合;将共产主义作为世界历史运动的前进方向,由此明确了共产党人的最终目标,并为无产阶级政党处理共同体和个体、近期目标和长远目标、一国和多国、物质生产和精神生产等复杂关系提供了丰富观点。这些论断,对新时代中国共产党的建设具有重要启示。

关键词：世界历史《共产党宣言》无产阶级政党建设人民

不同质量分数大米淀粉凝胶速冻后精细结构和流变学特性研究

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粮食与油脂 2024年第9期37卷 23-30页

作者：罗小华王展郭城沈汪洋纪执立贾喜午武汉轻工大学食品科学与工程学院湖北武汉430048 大宗粮油精深加工省部共建教育部重点实验室湖北武汉430048

采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、激光共聚焦显微拉曼光谱仪、差式扫描量热仪、质构仪、低场核磁水分分布仪和流变仪分析质量分数4%、8%、12%、16%大米淀粉凝胶经速冻-短时冻藏后的精细结构和流变学特性变化。... 详细信息

采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、激光共聚焦显微拉曼光谱仪、差式扫描量热仪、质构仪、低场核磁水分分布仪和流变仪分析质量分数4%、8%、12%、16%大米淀粉凝胶经速冻-短时冻藏后的精细结构和流变学特性变化。结果表明:随着大米淀粉凝胶质量分数的增大,经速冻-短时冻藏后的大米淀粉凝胶样品的有序性与相对结晶度先减后增,其中质量分数12%的大米淀粉有序性和相对结晶度均最低,其微观结构更加均匀致密;凝胶玻璃化转变温度和熔融温度提高,自由水含量降低,稠度系数K增大,流体指数n减小,在试验范围内大米淀粉凝胶流体属于剪切变稀的非牛顿流体;大米淀粉凝胶黏弹性、强度和硬度增强。

关键词：大米淀粉凝胶速冻精细结构流变学特性

《体育法》司法适用:从实证到法理的考察——面向良法善治的中国式体育法治现代化

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武汉体育学院学报 2024年第2期58卷 22-29页

作者：王群官执中共重庆市委党校法学教研部重庆400041

通过对150篇法院适用《体育法》裁判文书的时间序列、案件类型、援引条款以及审理程序、结果进行实证分析发现,目前我国适用《体育法》案例总体数量较少但呈逐年增长态势;民事案件占绝大多数;法律条款援引不均衡,司法与仲裁管辖争议成焦... 详细信息

通过对150篇法院适用《体育法》裁判文书的时间序列、案件类型、援引条款以及审理程序、结果进行实证分析发现,目前我国适用《体育法》案例总体数量较少但呈逐年增长态势;民事案件占绝大多数;法律条款援引不均衡,司法与仲裁管辖争议成焦点;绝大多数案件未进入法院实体审理程序。对此我们不仅要从现象中具体描述“现状是什么”,更要从法理高度深度挖掘现状“为什么是这样”。事实上这里既有法制定层面上立法内容和立法技术不完善的立法瑕疵问题,亦存在法实施层面上“同案不同判”和司法纠纷“闭环”解决的司法公正彰显不够问题。虽然2023年新《体育法》试图回应并克服这些弊端,但仍不足以适应中国式体育法治现代化的新要求。未来应树立体育立法与司法联动的整体体育法治观,在立法层面根据新《体育法》及时制定相应制度的细化规则,完善配套制度,提升立法操作性;在司法层面及时出台针对性司法解释和指导性案例,探索增设专门的体育法院或法庭,提升司法公正性,以体育立法和司法的双向重塑推动中国式体育法治现代化的行稳致远。

关键词：《体育法》实证研究法理反思体育法庭中国式体育法治现代化

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