基于相关滤波器的目标跟踪技术.pdf

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1、基于相关滤波器的目标跟踪技术董艳梅2015年6月中图分类号：TP391UDC分类号：004.9基于相关滤波器的目标跟踪技术作者姓名董艳梅学院名称计算机学院指导教师裴明涛副教授贾云得教授答辩委员会主席陆耀教授申请学位工程硕士学科专业计算机技术学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年6月VisualObjectTrackingBasedonCorrelationFiltersCandidateName：YanmeiDongSchoolorDepartment:ComputerScienceandTechnologyFacultyMen

2、tor:AssociateProf.MingtaoPeiProf.YundeJiaChair,ThesisCommittee：Prof.YaoLuDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor：ComputerTechnologyDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：June，2015研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其

3、他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要视觉目标跟踪（VisualObjectTracking）是计算机视觉的广泛应用中最重要的、最具有挑战性的工作之一，是一种利用视频传感器，通过分析和理解视频信息实现对特定目标的定位和跟踪的综合性技术。视觉目标跟踪是解决许多视觉问题的基础，在智能视频监控、人机交互、智能交通等领域中具有广泛的应用前景。近几

4、十年来，人们设计了各种各样的目标跟踪算法，为视觉目标跟踪领域做出了重要贡献。但是，实际环境中的视觉目标跟踪仍然是一项非常具有挑战性的工作，存在着许多需要解决的问题。面临的主要困难有部分遮挡、目标表观变化、复杂背景、光照变化、目标无规律快速运动等等。基于相关滤波器的目标跟踪算法采用相关滤波器对目标进行表观建模，在旋转、遮挡以及其他因素干扰下仍可实现对复杂目标的快速跟踪。MOSSE（MinimumOutputSumofSquaredError）相关滤波器是一种利用单帧图像，通过最小化输出误差平方和而得到的稳定的自适应相关滤波器，对光照、尺度

5、、姿态和非刚体形变等具有很好的鲁棒性。MOSSE滤波器的训练过程中，训练样本集只包含少数几个训练样本，因此，由该训练集得到的滤波器包含了视觉目标的非关键特征。所以，本文对稀疏化MOSSE滤波器进行研究，通过对MOSSE滤波器添加L0稀疏化约束，获得新的滤波器优化函数。通过对优化问题的求解，获得了一个只包含视觉目标关键特征的、更鲁棒的相关滤波器。本文利用CVPR2013的Benchmark公开目标跟踪数据集对本文算法的有效性进行验证。智能交通系统（IntelligentTransportationSystem,ITS）是交通运输管理体系现

6、代化的重要体现。车辆跟踪是ITS的重要组成部分，本文将稀疏化MOSSE滤波器应用到ITS中，实现对车辆的跟踪。在车辆跟踪实验中，本文对视频中出现的车辆分别训练多个不同尺度的稀疏化MOSSE滤波器，利用这些滤波器对相应尺度的搜索窗口进行滤波，计算每个滤波结果的PSR（ThePeak-to-SidelobeRatio）值，并将PSR值最高的滤波结果作为车辆跟踪的最终结果，实现多尺度车辆跟踪。关键词：视觉目标跟踪；相关滤波器；MOSSE滤波器；L0稀疏化；车辆跟踪I北京理工大学硕士学位论文AbstractVisualobjecttrackin

7、gisoneofthemostimportantandhardworkinthecomputervisioncommunity.Itutilizesvideosensorstoobtainobjectvideos,locatesandtrackstheobjectwiththetechniquesofvideoanalysisandunderstanding.Visualobjecttrackingisthebasisofmanyvisionproblems,ithaswidespreaduseinmanyapplications,su

8、chasintelligentvideosurveillance,human-computerinteraction,andIntelligentTransportationSystem(ITS),etc.