检索结果-南通市图书馆

维普期刊数据库

同方期刊数据库评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

融合特征的卫星视频车辆单目标跟踪

中国图象图形学报 2021年第11期26卷 2741-2750页

作者：韩鸣飞李盛阳万雪轩诗宇赵子飞谭洪张万峰中国科学院空间应用工程与技术中心北京100094 中国科学院太空应用重点实验室北京100094 中国科学院大学北京100049

目的卫星视频作为新兴遥感数据,可以提供观测区域高分辨率的空间细节信息与丰富的时序变化信息,为交通监测与特定车辆目标跟踪等应用提供了不同于传统视频视角的信息。相较于传统视频数据,卫星视频中的车辆目标分辨率低、尺度小、包含... 详细信息

目的卫星视频作为新兴遥感数据,可以提供观测区域高分辨率的空间细节信息与丰富的时序变化信息,为交通监测与特定车辆目标跟踪等应用提供了不同于传统视频视角的信息。相较于传统视频数据,卫星视频中的车辆目标分辨率低、尺度小、包含的信息有限。因此,当目标边界不明、存在部分遮挡或者周边环境表观模糊时,现有的目标跟踪器往往存在严重的目标丢失问题。对此,本文提出一种基于特征融合的卫星视频车辆核相关跟踪方法。方法对车辆目标使用原始像素和方向梯度直方图(histogram of oriented gradient,HOG)方法提取包含互补判别能力的特征,利用核相关目标跟踪器分别得到具备不变性和判别性的响应图;通过响应图融合的方式结合两种特征的互补信息,得到目标位置;使用响应分布指标(response distribution criterion,RDC)判断当前目标特征的稳定性,决定是否更新跟踪器的表征模型。本文使用的相关滤波方法具有计算量小且运算速度快的特点,具备跟踪多个车辆目标的拓展能力。结果在8个卫星视频序列上与主流的6种相关滤波跟踪器进行比较,实验数据涵盖光照变化、快速转弯、部分遮挡、阴影干扰、道路颜色变化和相似目标临近等情况,使用准确率曲线和成功率曲线的曲线下面积(area under curve,AUC)对车辆跟踪的精度进行评价。结果表明,本文方法较好地均衡了使用不同特征的基础跟踪器(性能排名第2)的判别能力,准确率曲线AUC提高了2.9%,成功率曲线AUC下降了4.1%,成功跟踪车辆目标,不发生丢失,证明了本文方法的先进性和有效性。结论本文提出的特征融合的卫星视频车辆核相关跟踪方法,均衡了不同特征提取器的互补信息,较好解决了卫星视频中车辆目标信息不足导致的目标丢失问题,提升了精度。

关键词：目标跟踪卫星视频核化相关滤波特征融合车辆跟踪

维普期刊数据库

同方期刊数据库评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

面向水下器人目标抓取的视觉检测与跟踪研究

面向水下器人目标抓取的视觉检测与跟踪研究

作者：万兆亮哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

近年来作业型水下机器人技术的不断发展、高质量水下摄像机的使用以及日益增长的海产捕捞需求使得水下机器人自主抓取研究成为一个热点问题。基于光视觉的水下目标检测、跟踪技术是水下机器人自主抓取的重点研究内容,检测和跟踪的准确... 详细信息

近年来作业型水下机器人技术的不断发展、高质量水下摄像机的使用以及日益增长的海产捕捞需求使得水下机器人自主抓取研究成为一个热点问题。基于光视觉的水下目标检测、跟踪技术是水下机器人自主抓取的重点研究内容,检测和跟踪的准确与否对机器人末端执行器能否完成自主抓取任务至关重要。在水下机器人自主抓取过程中,基于光视觉的水下目标检测、跟踪技术的难点在于如何在较复杂的海洋环境中为机器人控制系统提供持续、精确、实时地视觉引导。本论文针对海洋底栖生物的光视觉检测、跟踪问题,以保证视觉系统的实时性为要求,提升检测、跟踪系统的精度和鲁棒性为目的,从底栖生物自身特性、水域环境特点、机器人作业特性三方面进行了研究,并实现了水下机器人的光视觉检测、跟踪系统。具体研究内容如下:首先,从海洋底栖生物自身特性的角度出发,提出了一个多层级定制化的底栖生物视觉检测算法。综合考虑水下机器人自主抓取作业任务要求,结合基线方法,对底栖海生物目标检测基线网络的多层级进行优化设计。本算法在一定程度上缓解了机器人在作业任务中面临的海生物外观易形变、机器人的特殊视角和底栖生物生长分布不均匀等因素造成的检测困难。其次,从水域环境特点的角度出发,考虑到海洋环境的能见度对检测性能的影响,提出了一种可以较有效缓解水质浑浊导致检测精度下降的两阶段视觉检测算法。基于GSDCN底栖生物检测算法,分别在网络结构的网络主干、RPN网络和FPN网络中分别引入键内容注意力项、查询和键内容注意力项、键内容和相对位置注意力项来利用不同层级的注意力信息缓解因水质浑浊导致的目标模糊问题。该算法对于浑浊水质下底栖生物检测效果显著。最后,从机器人抓取特性的角度出发,通过深入分析核化相关滤波理论,阐述了直接将其应用于水下自主抓取任务效果不佳的原因。并据此提出了基于不确定度的自判别模块,该模块包含不确定度自判别机制和两条辅助判别策略。通过在综合试验深水池和黄渤海海域开展的检测、跟踪、抓取实验,验证了该跟踪系统的鲁棒性。

关键词：水下机器人水下自主抓取技术水下目标检测水下目标跟踪卷积神经网络核化相关滤波

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

稳健KCF跟踪的主动目标判别算法

稳健KCF跟踪的主动目标判别算法

作者：李键昆明理工大学

学位级别：硕士

随着计算机技术与图像处理的不断发展,运动目标跟踪现已成为计算机视觉领域的研究热点之一,其在安防监控、智慧城市和军事分析等方面有着广泛的应用。针对目标跟踪中面临的挑战,众多的学者提出了相应的解决办法,尤其是以核化相关滤波器... 详细信息

随着计算机技术与图像处理的不断发展,运动目标跟踪现已成为计算机视觉领域的研究热点之一,其在安防监控、智慧城市和军事分析等方面有着广泛的应用。针对目标跟踪中面临的挑战,众多的学者提出了相应的解决办法,尤其是以核化相关滤波器为基础的算法,无论在精度和速度方面都取得了显著的效果。然而现有的跟踪算法大多需要首先手动给出跟踪目标的初始位置,且只能进行单一目标的跟踪,若目标丢失,则无法重新初始化跟踪目标。若简单地以运动目标检测结果自动初始化跟踪目标,运动目标尺度过大或过小,皆易造成目标跟踪漂移。鉴于上问题,本文对运动目标检测和核化滤波类跟踪方法进行了深入的研究,结合目标图像特征、目标显著性、以及傅里叶变换幅值等对候选跟踪框进行判别,提出了基于运动目标检测的稳健KCF跟踪的主动目标判别算法,确定鲁棒性较高的运动目标候选跟踪框,以期实现基于视频的多目标长时稳定的自主实时跟踪,并对其进行实验分析。研究的主要内容如下:(1)介绍论文选题背景与意义,国内外运动目标检测与跟踪技术现状,分析运动目标检测与跟踪技术中存在的难点。同时对现有的跟踪目标初始化方法进行总结与分析。(2)对帧间差分、三帧差分,以及光流法、相关系数法、高斯背景建模法和Vi Be等经典的运动目标检测算法原理进行剖析,给出其在单一目标或多目标视频序列的检测结果,并对它们的性能进行比较。利用经多线程优化的相关系数法对运动目标进行检测,分析连续帧内的运动目标检测结果,初步确定场景内待跟踪的目标。(3)研究KCF以及其基于颜色和尺度等特征进行改进的CN、DSST、Staple和ECO,以及结合深度特征的ATOM等算法的原理与分析,改进KCF、Staple及ECO-HC跟踪框架以适应多目标的跟踪,并与目标检测模块相整合,实现整个稳健KCF自主目标跟踪的主体框架。(4)利用目标图像特征、目标显著性检测以及傅里叶变换幅值等对待跟踪运动目标的分块候选跟踪框进行判别,结合RANSAC进行过滤,选取稳定可靠的后选跟踪目标进行跟踪。

关键词：目标稳健跟踪目标检测核化相关滤波主动目标判别主动目标跟踪

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于GPU的目标跟踪算法研究及其并行优化

基于GPU的目标跟踪算法研究及其并行优化

作者：梁翔鸾北京理工大学

学位级别：硕士

进入二十一世纪以来,计算机视觉领域的研究与应用方兴未艾。视觉目标跟踪技术已经成功应用于视频监控、安防、无人机、无人驾驶汽车等领域中。因此,视觉跟踪系统对目标跟踪算法的跟踪精度和运算速度的要求日益提高。本论文围绕目标跟踪... 详细信息

进入二十一世纪以来,计算机视觉领域的研究与应用方兴未艾。视觉目标跟踪技术已经成功应用于视频监控、安防、无人机、无人驾驶汽车等领域中。因此,视觉跟踪系统对目标跟踪算法的跟踪精度和运算速度的要求日益提高。本论文围绕目标跟踪算法以及基于GPU的并行计算展开研究。本文首先对国内外先进的目标跟踪算法进行了综述,核化相关滤波算法针对运动、光照鲁棒性强,而对形变、旋转鲁棒性差;而干扰因子感知算法则正好相反。为结合它们的互补优势,提出了将干扰因子感知算法和核化相关滤波算法先串联、再和核化相关滤波算法并联的并联跟踪算法。同时为了弥补并联跟踪算法应对尺度变化的不足,添加了尺度滤波器进行尺度预测。利用标准测试集OTB-100进行测试,并取其中30个含有特定跟踪难点的序列的跟踪结果进行对比。实验结果证明了并联跟踪算法在跟踪成功率和跟踪精度的中心位置误差指标上明显优于两个子算法,并且有效结合了两者的互补优势,能同时处理好尺度变化、旋转、运动等跟踪难点。然后,为了提高目标跟踪算法的计算速度,针对GPU的统一计算设备构架(CUDA),对所设计的并联算法进行优化设计。针对候选框分数计算模块,使用一维线程直接将原有流程并行化;针对非极大值抑制模块,重新设计了工作流程,将原来串行的循环结构,变成了适合并行的分数计算、求最值、全局比较三个步骤,并使用并行归约方法来加快求最值计算;针对FHOG特征提取模块,则按照程序流程分为像素梯度计算、单元能量统计、单元梯度直方图计算三个步骤,以像素或单元为基础进行并行化;针对核相关计算模块,则分解为对两个三维数据求对应元素平方和、点积、负指数三个步骤,将数据看成多通道矩阵,对应组织二维或者三维线程,完成对应计算。最后,在GPU的CUDA平台上,针对并联跟踪算法的优化设计完成了验证实验。针对四个模块分别列出了在CPU、GPU上的运行时间和加速比,总结了各个模块加速比的变化趋势和影响因素。针对并联跟踪算法整体完成了验证实验,实现了最高3.6倍的加速比。

关键词：目标跟踪 GPU CUDA 并行计算核化相关滤波干扰因子感知跟踪

复杂背景下红外运动小目标的检测与跟踪技术研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

复杂背景下红外运动小目标的检测与跟踪技术研究

作者：汤文国防科学技术大学

学位级别：硕士

红外成像制导武器因其制导精度高、自主性强、抗干扰能力强及可全天候作战等优点,在精确制导领域占据重要地位。作为红外成像制导武器的关键技术,复杂背景下红外运动小目标的检测与跟踪技术研究是一项富有挑战性的研究课题,对其深入研... 详细信息

红外成像制导武器因其制导精度高、自主性强、抗干扰能力强及可全天候作战等优点,在精确制导领域占据重要地位。作为红外成像制导武器的关键技术,复杂背景下红外运动小目标的检测与跟踪技术研究是一项富有挑战性的研究课题,对其深入研究有着重要的理论意义和应用价值。本文以全捷联红外成像导引头的研制为背景,以打击地面移动目标为目的,研究复杂背景下运动小目标的检测与跟踪技术,论文的主要工作和创新点如下:(1)提出了一种基于频域显著性的红外弱小目标检测算法。由于传统的单帧红外弱小目标检测算法难以抑制全局重复性杂波,本文算法从频域显著性的角度,通过抑制红外图像频域幅值谱的尖峰来达到抑制重复模式、突出弱小目标的目的。首先通过频域分析获得红外图像的显著性图,然后在固定阈值分割的基础上通过灰度质心法来定位候选目标,最后由局部对比度目标判别算子进一步确定真实目标。针对不同场景红外图像的实验结果表明,本文提出的单帧红外小目标检测算法准确率高,抗噪能力较强,且能有效抑制全局重复性杂波。(2)提出了一种基于核化相关滤波(KCF)和分布场的红外小目标跟踪算法。针对弹载条件下红外小目标实时鲁棒跟踪的需求,首次将核化相关滤波引入红外小目标跟踪领域。针对核化相关滤波跟踪算法在跟踪红外小目标过程中存在的缺陷,主要做了以下三方面的改进:首先,为了增强目标表达方式的鲁棒性与独特性,利用分布场构建红外小目标模型。分布场作为一种融合几何信息和灰度信息的模糊图像块,很适合描述仅有灰度信息且目标形变明显的红外小目标。其次,利用Kalman滤波的方法进行目标的位置预测能够缩小目标搜索范围,提高跟踪算法的速度。最后,针对序列红外图像中小目标的形状变化明显的特点,引入合适的模型参数更新策略,进一步提高跟踪算法的稳定性和适应性。实验结果表明,本文提出的跟踪算法跟踪精度和速度明显优于传统跟踪算法。(3)提出了一种基于直线匹配的红外运动小目标检测算法。由于传统检测算法对于复杂动态背景下红外小目标的检测效果较差,本文首次将基于直线匹配消除全局背景运动的思路引入动目标检测领域。首先结合第二章提出的单帧检测算法,实现了首帧图像候选目标的提取。再由第三章的跟踪算法求得候选目标在末帧图像中的对应位置。在动目标检测阶段,利用LSD直线检测算法获取首帧和末帧的直线段信息,然后由MSLD直线匹配算法找出匹配直线,并求出线段交点,再由RANSAC算法求出变换矩阵,以此来补偿背景运动。最后,通过Otsu算法依据位置偏移误差区分动目标和背景干扰。实验结果表明,本文提出的检测算法能够适应存在旋转、平移、尺度变化的动态背景,检测效果明显优于传统算法。

关键词：红外小目标检测频域显著性红外小目标跟踪核化相关滤波分布场 Kalman 运动小目标检测直线匹配

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于KCF的跑道侵入研究

价值工程 2020年第15期39卷 103-106页

作者：李行杨昌其贤继佳中国民用航空飞行学院空中交通管理学院广汉618307

针对目前机场跑道安全问题,在跑道运行过程当中,会出现其他航空器侵入跑道的现象,针对这种不安全因素,提出在跑道安全区及滑行道附近安装摄像头的方法,获取跑道航空器实时运行数据。采用核化相关滤波跟踪技术,对跑道内航空器进行检测,... 详细信息

针对目前机场跑道安全问题,在跑道运行过程当中,会出现其他航空器侵入跑道的现象,针对这种不安全因素,提出在跑道安全区及滑行道附近安装摄像头的方法,获取跑道航空器实时运行数据。采用核化相关滤波跟踪技术,对跑道内航空器进行检测,对非法进入跑道的航空器进行预警,以提高机场中跑道安全保障。通过对航空器数据集的测试,尺寸变化较小的情况下,准确度达到了85%以上,识别速度能够达到实时的需要,可以作为一种预防跑道侵入的新手段。

关键词：跑道侵入跑道安全目标检测核化相关滤波