基于meanshift的运动目标跟踪算法研究

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1、单位代码１０１４４分类号１ｆ３＼编号硕±学位论文Ｉ题目謹？饒喊）紙满淡鬟滅敦妍究生姓名（刮届姑Ｍｒ半每燃专业）导师姓名ｉｌｉｉｆｌｆ论文完成日期藻ｉ化少欠凄ＳｈｅｎａｎＬ．ｙｉｏ凸Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｇｇｇｙ分类号：TP31密级：ＵＤＣ：004编号：工学硕士学位论文基于MeanShift的运动目标跟踪算法研究硕士研究生：李洋指导教师：任世卿学科、专业：计算机软件与理论沈阳理工大学2015年12月分类号：TP31密级：ＵＤＣ：004编号：工学硕士学位论文基于MeanShift的运动目标跟踪算法研究硕士研

2、究生：李洋指导教师：任世卿学位级别：工学硕士学科、专业：计算机软件与理论所在单位：沈阳理工大学论文提交日期：2015年12月论文答辩日期：2016年3月学位授予单位：沈阳理工大学ClassificationIndex:TP31U.D.C:004AThesisfortheDegreeofM.Eng.ResearchonMovingObjectTrackingAlgorithmBasedonMeanShiftCandidate:LiYangSupervisor:RenShiqingAcademicDegreeAppliedfor:MasterofScienceinEngine

3、eringSpeciality:ComputerSoftwareandTheoryDateofSubmission:December,2015DateofExamination:March,2016University:ShenyangLigongUniversity沈阳理工大学硕±学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有王作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中己注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集

4、体，均己在文中明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：曰期：Ｚ〇／／年：？月ｇ曰学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解沈阳理工大学有关保留、使用学位论文目的规定，Ｐ：沈阳理工大学有权保留并向国家有关部口或机构送交学位论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权沈阳理工大学可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、汇编学位论文。、缩印或其它复制手段保存（保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名：獅指导教师签名曰期；別日期：＜２４凉摘要随

5、着计算机技术的飞速发展，图像处理和计算能力得到了极大提高，计算机视觉也取得了较快的发展。视觉目标跟踪技术是计算机视觉领域的重点问题。目前虽然专家学者已经研究了很长时间，并取得丰硕的研究成果，但是由于目标受遮挡、光照强度变化、目标旋转等干扰因素的影响，目标跟踪问题依然面临着各种挑战。如何设计鲁棒性强的目标跟踪算法来处理各种挑战仍是亟待解决的问题。本文主要研究基于MeanShift的目标跟踪算法，其在图像处理领域应用广泛，是目标跟踪的基本算法之一。MeanShift算法是半自动算法，需要手动在初始帧中选取目标。然后对目标区域的像素值进行概率统计，再对后续帧迭代搜索进行同样的概

6、率密度统计并与目标模板进行对比，当选定的相似系数满足所设定的阈值或者迭代次数达到上限时停止搜索并确定跟踪目标的位置。MeanShift算法具有复杂度低、计算量小、实时性好、不易受到光照影响等诸多优点，但是由于算法跟踪窗口固定、缺少必要的模板更新和预测机制，所以应用范围受到了局限。本文正是基于MeanShift算法跟踪窗口固定这一缺点进行了改进，跟踪窗口固定带来的两个问题就是：目标变大时会丢失描述信息，目标变小时则会混入过多的背景信息。由于算法本身只依靠目标图像的像素值概率密度作为描述特征，所以无论丢失部分信息或者混入过多的背景信息都会对待选模板的特征描述造成极大的影响，最

7、后导致跟踪失败。本文在经典MeanShift的基础上首先添加了椭圆对数极坐标变换算法对目标模板与待选模板进行极坐标变换，将目标的大小形变转化为极坐标轴的平移，得到最新的目标尺寸并对目标模板进行更新。在此基础上又添加了Kalman滤波算法，对目标的质心进行预测，使算法的空间定位更加准确。通过在不同环境下进行试验并与经典的尺度增减自适应算法以及Camshift算法进行对比，实验结果表明本文提出的算法能有效的改善目标尺寸自适应的问题，算法鲁棒性较强。关键字：目标跟踪；MeanShift；椭圆对数极坐标；Kalman滤波；跟踪窗口自适