基于通道可靠性和异常抑制的目标跟踪算法

1

作者 国强 吴天昊 +1 位作者 徐伟 KALIUZHNY Mykola 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期2379-2391,共13页

针对时空正则目标跟踪算法无法有效利用特征,为了缓解边界效应扩大搜索区域导致的滤波器倾向于从背景中学习的问题,提出基于通道可靠性和异常抑制的目标跟踪算法.构造通道正则项,在训练阶段求解不同特征通道对应的权重,实现对不同特征... 针对时空正则目标跟踪算法无法有效利用特征,为了缓解边界效应扩大搜索区域导致的滤波器倾向于从背景中学习的问题,提出基于通道可靠性和异常抑制的目标跟踪算法.构造通道正则项,在训练阶段求解不同特征通道对应的权重,实现对不同特征通道的加权,降低通道冗余并提高定位精度.在目标函数中加入异常抑制正则项,约束当前帧的响应图,实现滤波器模型的平滑约束.利用交替方向乘子法将求解目标问题转化为求滤波器、辅助因子以及通道权重的最优解.将所提算法在OTB2015、TempleColor128以及UAV20L公开数据集测试并与其他跟踪算法进行对比.实验结果表明,所提算法在快速运动、光照变化场景中的跟踪效果稳定,基本满足实时性要求. 展开更多

关键词 目标跟踪 时空正则 通道正则 异常抑制 交替方向乘子法

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动态时空异常感知的相关滤波目标跟踪算法

2

作者 邱云飞 卜祥蕊 张博强 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期338-351,共14页

针对背景感知算法未与目标的时空域特性建立联系,以及无法准确处理遮挡、形变等异常跟踪情况的问题,提出了能够动态感知时空异常的目标跟踪算法。在相关滤波器训练过程中引入动态空间正则项,使其与样本的时空域特性建立联系;结合响应图... 针对背景感知算法未与目标的时空域特性建立联系,以及无法准确处理遮挡、形变等异常跟踪情况的问题,提出了能够动态感知时空异常的目标跟踪算法。在相关滤波器训练过程中引入动态空间正则项,使其与样本的时空域特性建立联系;结合响应图的峰值唯一性和锐利信息,提出异常感知方法;利用历史滤波器具有不同置信度的特点以及目标在时域中的连续性,通过异常感知方法自适应选择高置信度的历史滤波器作为时间正则化的参考模板,降低滤波器退化的风险。在OTB50、OTB100和TC128测试基准上进行仿真实验,该算法能够适应外观变化、画面杂乱等复杂条件下的跟踪任务,具有较强的鲁棒性和实用性。 展开更多

关键词 目标跟踪 相关滤波器 异常感知 滤波器退化 动态时空正则化

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基于侧窗滤波与时空正则化相关滤波的红外弱小目标跟踪

3

作者 钱琨 王久山 +1 位作者 张首金 沈建露 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期147-153,共7页

当目标远离红外系统,其在成像图像上的尺寸较小且信息量较少,使得小目标的持续精确定位成为一项有挑战性的问题。针对这一问题,在相关滤波跟踪框架上,引入能够区分红外弱小目标边缘信息与杂波噪声的侧窗图像滤波方法,提出了一种弱小目... 当目标远离红外系统,其在成像图像上的尺寸较小且信息量较少,使得小目标的持续精确定位成为一项有挑战性的问题。针对这一问题,在相关滤波跟踪框架上,引入能够区分红外弱小目标边缘信息与杂波噪声的侧窗图像滤波方法,提出了一种弱小目标跟踪算法。具体来说,首先利用时空正则化的相关滤波跟踪模型,对目标位置附近更大范围的背景进行考虑。然后,利用侧窗滤波对当前局部搜索区域进行侧窗滤波处理,达到了保留边缘效果的同时剔除了图像噪声。最后,通过原始图像与滤波后图像作差,降低了背景边缘对目标定位错误的影响,并实现小目标状态估计。为验证本文所提算法性能,采用六组红外真实弱小目标图像序列进行实验,并与核相关滤波、空间正则化的相关滤波,以及时空正则化的相关滤波等经典算法作比较。实验结果表明,所提算法在多组复杂背景的图像序列上,获得了较高的跟踪精度,验证了所提算法能有效应对红外弱小目标跟踪任务中的快速运动、低分辨率和强背景杂波等问题。 展开更多

关键词 目标跟踪 红外弱小目标 侧窗滤波 相关滤波 时空正则化

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自适应多滤波器的高效卷积算子目标跟踪算法 被引量：3

4

作者 李国友 张凤煦 纪执安 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2020年第7期48-60,共13页

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... 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。 展开更多

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

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多特征联合时空正则化相关滤波目标跟踪鲁棒算法 被引量：2

5

作者 孙德刚 肖媛媛 +1 位作者 尹艳华 胡正平 《机床与液压》 北大核心 2021年第22期67-75,共9页

针对相关滤波跟踪框架中快速运动带来的边界效应和遮挡情况下模型错误学习的问题,提出多特征联合时空正则化的相关滤波目标跟踪算法。算法在第一帧提取目标区域的快速方向梯度直方图特征、颜色空间特征和深度卷积特征,并使用主成分分析... 针对相关滤波跟踪框架中快速运动带来的边界效应和遮挡情况下模型错误学习的问题,提出多特征联合时空正则化的相关滤波目标跟踪算法。算法在第一帧提取目标区域的快速方向梯度直方图特征、颜色空间特征和深度卷积特征,并使用主成分分析法降低特征的维度;然后在相关滤波跟踪框架中加入空域和时域正则化项,来缓解跟踪过程中边界效应和模型退化等问题;最后结合尺度池方法,对跟踪目标进行自适应的尺度估计。实验结果表明,该算法在目标发生尺度变化、遮挡、快速运动等情况下,仍具有较好的跟踪有效性。 展开更多

关键词 目标跟踪 相关滤波 边界效应 模型更新 时空正则化

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基于L曲线的自适应时空正则化视频超分辨率重建 被引量：2

6

作者 陈为龙 郭黎 《电讯技术》 北大核心 2014年第7期888-892,共5页

为了解决视频超分辨率重建的病态问题,以得到良好的重建效果,提出了一种新颖的视频超分辨率重建算法。在算法中引入了时空联合正则化算子,通过视频帧本身的空间平滑信息和视频相邻帧的帧间相关先验信息的引入,提高了解的质量;同时,为了... 为了解决视频超分辨率重建的病态问题,以得到良好的重建效果,提出了一种新颖的视频超分辨率重建算法。在算法中引入了时空联合正则化算子,通过视频帧本身的空间平滑信息和视频相邻帧的帧间相关先验信息的引入,提高了解的质量;同时,为了选择合适的时空正则化系数,提出了基于L曲线的自适应时空正则化系数计算方法,可以自适应地计算合适的正则化系数。通过对模拟图像序列和真实视频序列的实验结果表明,算法能得到较为精确的解,重建出具有良好视觉效果的高分辨率视频。 展开更多

关键词 视频图像 超分辨率重建 时空正则化 自适应计算 L曲线

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融合多特征的时空正则化相关滤波无人机跟踪 被引量：1

7

作者 张微 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2022年第7期29-36,共8页

针对无人机跟踪目标易受视角变化、遮挡、背景杂乱等因素影响的问题,提出一种融合多特征的时空正则化相关滤波无人机跟踪方法。首先,将显著性特征引入时空正则化相关滤波跟踪框架,与颜色、灰度和梯度方向直方图特征结合,提高目标外观表... 针对无人机跟踪目标易受视角变化、遮挡、背景杂乱等因素影响的问题,提出一种融合多特征的时空正则化相关滤波无人机跟踪方法。首先,将显著性特征引入时空正则化相关滤波跟踪框架,与颜色、灰度和梯度方向直方图特征结合,提高目标外观表示的多样性;其次,利用峰值旁瓣比作为权重衡量不同特征相关响应图的峰值强度,并将加权后特征进行组合降噪,在响应层实现最终加权融合,提升目标定位精度;最后,在公开无人机视频数据集UAV123@10FPS上与12种经典跟踪器进行对比。实验结果与分析表明,所提方法在跟踪精确度和成功率上均取得较好的结果。 展开更多

关键词 无人机跟踪 相关滤波 多特征融合 时空正则化

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自适应时空正则的无人机目标跟踪算法 被引量：1

8

作者 吴捷 马小虎 《光电子．激光》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期141-148,共8页

针对无人机跟踪场景中目标分辨率较低且易受无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)飞行姿态、速度变化等因素的影响而难以对目标进行鲁棒跟踪的问题,提出了一种自适应时空正则的无人机目标跟踪算法以有效解决上述问题。在时空正则相关滤... 针对无人机跟踪场景中目标分辨率较低且易受无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)飞行姿态、速度变化等因素的影响而难以对目标进行鲁棒跟踪的问题,提出了一种自适应时空正则的无人机目标跟踪算法以有效解决上述问题。在时空正则相关滤波器(spatial temporal regularized correlation filter,STRCF)算法基础上引入AutoTrack中的空间正则性代价并利用峰值旁瓣比和局部响应变化量,在线动态更新时空正则化参数以提升跟踪器的准确性,通过在跟踪器中嵌入遮挡处理模块解决目标遭遮挡后跟踪漂移的问题。在多个无人机基准数据集上进行了测试,实验结果表明,与基准算法AutoTrack相比,本文算法具有更高的精确度和更快的处理速度。其中在DTB70数据集上跟踪精度和速度分别提升了1.5%和74.4%;在UAVDT数据集上9个属性的分类对比中,本文算法在尺度变化(scale variation,SV)、目标模糊(object blur,OB)等7个属性上取得较高的性能,均排在第一位。由此可见本文算法可以更好地满足无人机应用需求。 展开更多

关键词 目标跟踪 峰值旁瓣比 局部响应变化向量 时空正则化参数

原文传递

专注学习时空关系的相关滤波跟踪算法 被引量：1

9

作者 丁锦杰 谢维信 +1 位作者 李勇锋 黄梓桐 《信号处理》 CSCD 北大核心 2021年第6期1113-1123,共11页

传统相关滤波跟踪算法试图引入预定义的正则项,如抑制背景学习或限制相关滤波器的学习率来提高算法的鲁棒性,但在复杂场景下还是容易发生目标跟踪丢失,因为传统相关滤波跟踪算法没有关注相邻两帧之间的信息变化。针对以上问题,本文提出... 传统相关滤波跟踪算法试图引入预定义的正则项,如抑制背景学习或限制相关滤波器的学习率来提高算法的鲁棒性,但在复杂场景下还是容易发生目标跟踪丢失,因为传统相关滤波跟踪算法没有关注相邻两帧之间的信息变化。针对以上问题,本文提出专注学习时空关系的相关滤波跟踪算法,引入相邻两帧的响应图变化作为空间正则项权值的参考权重,而当前帧的响应图的振荡程度确定时间正则项权值,最后本文通过交替方向乘子法(ADMM)迭代优化本文的损失函数。通过在OTB-50、OTB-100和OTB-2013三个基准数据集上进行了实验,验证了本文算法在复杂场景下更具有鲁棒性。 展开更多

关键词 时空正则项 专注学习 响应图变化 目标跟踪 相关滤波

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基于加速自适应时空背景感知相关滤波的目标追踪算法

10

作者 李养晓 卫福源 +1 位作者 周正华 赵建伟 《模式识别与人工智能》 CSCD 北大核心 2022年第1期82-91,共10页

基于相关滤波设计鲁棒的追踪算法是目标追踪领域的一个重要研究方向.背景、空间信息和时间信息对提高算法的追踪性能具有重要意义.在背景感知追踪算法的基础上,融合空间信息和时间信息,考虑空间权值矩阵的自适应性,文中提出基于加速自... 基于相关滤波设计鲁棒的追踪算法是目标追踪领域的一个重要研究方向.背景、空间信息和时间信息对提高算法的追踪性能具有重要意义.在背景感知追踪算法的基础上,融合空间信息和时间信息,考虑空间权值矩阵的自适应性,文中提出基于加速自适应时空背景感知相关滤波的目标追踪算法.运用加速的交替方向乘子法求解空间权值矩阵和滤波器,实现目标自适应追踪.利用背景信息、空间信息及空间权值的自适应性,增强追踪器对背景和目标的鉴别能力.运用时间正则项,缓解追踪器在目标遮挡下的追踪漂移问题.应用加速的交替方向乘子法,提高求解速度.实验表明,文中算法在目标遮挡、背景干扰等情况下的追踪性能较优. 展开更多

关键词 目标追踪 相关滤波 时空正则化 自适应权值 加速交替方向乘子法

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一种连续卷积与时空正则项的相关滤波目标跟踪算法 被引量：1

11

作者 李晓艳 孙梦宇 +1 位作者 王鹏 杨永侠 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1264-1270,共7页

针对STRCF算法在目标被遮挡及快速旋转时定位不准确的问题,提出了一种连续卷积与时空正则项的相关滤波算法。该算法利用插值算子将响应函数在一定周期内转换为连续函数,提高了目标定位精度;加入时空正则项构建相关滤波模型,保证模型与... 针对STRCF算法在目标被遮挡及快速旋转时定位不准确的问题,提出了一种连续卷积与时空正则项的相关滤波算法。该算法利用插值算子将响应函数在一定周期内转换为连续函数,提高了目标定位精度;加入时空正则项构建相关滤波模型,保证模型与上一帧模型相似,提高算法鲁棒性;采用快速多尺度滤波对尺度进行更新,提高运算效率。实验结果表明,所提算法的平均重叠率可达73%,中心位置误差低于8.2个像素,可以实现对目标实时和鲁棒性跟踪。 展开更多

关键词 目标跟踪 相关滤波 连续卷积 时空正则项

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基于时间区域稀疏相关滤波的分层特征融合追踪算法

12

作者 卫福源 赵建伟 《中国计量大学学报》 2022年第1期83-91,共9页

目的:利用卷积网络的不同层提取分层特征,结合区域稀疏性解决特征所引起的边界效应,提高基于相关滤波的追踪算法的成功率和精确度。方法:在分层卷积特征追踪算法的基础上,利用稀疏性和峰值旁瓣比,提出新的基于时间区域稀疏滤波的分层特... 目的:利用卷积网络的不同层提取分层特征,结合区域稀疏性解决特征所引起的边界效应,提高基于相关滤波的追踪算法的成功率和精确度。方法:在分层卷积特征追踪算法的基础上,利用稀疏性和峰值旁瓣比,提出新的基于时间区域稀疏滤波的分层特征融合追踪算法。首先,该算法提出时间区域稀疏相关滤波算法,利用深度卷积网络提取的不同层次特征学习不同的相关滤波;其次,利用所学的相关滤波确定下一帧图像的目标响应图;最后,利用峰值旁瓣比确定不同响应图的权值,得到融合的响应图,从而确定目标的位置。结果:经过采用精度图和成功率图作为评价标准,在标准数据集上与9种跟踪算法进行对比实验。实验结果表明,本文所提的追踪算法在OTB100上的成功率为0.685、精度为0.834,比现有的一些流行算法具有更好的追踪性能。结论:本算法利用区域稀疏性忽略干扰特征,利用时间正则项学习前后帧相关滤波的关系,并用新的响应图融合方法提高追踪算法的性能。 展开更多

关键词 目标追踪 相关滤波 时空正则化 区域稀疏性 峰值旁瓣比 自适应融合

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尺度自适应相关滤波跟踪算法 被引量：1

13

作者 王一博 郭培胜 +2 位作者 陆晓燕 汪波 李新德 《指挥信息系统与技术》 2021年第3期35-41,共7页

针对相关滤波跟踪器难以处理目标尺寸变化问题,提出了一种基于特征融合和时空正则化的尺度自适应相关滤波跟踪(SACFT)算法,同时结合方向梯度直方图(HOG)特征和颜色特征,以进一步提高整体跟踪性能。使用时空正则化相关滤波器处理边界效... 针对相关滤波跟踪器难以处理目标尺寸变化问题,提出了一种基于特征融合和时空正则化的尺度自适应相关滤波跟踪(SACFT)算法,同时结合方向梯度直方图(HOG)特征和颜色特征,以进一步提高整体跟踪性能。使用时空正则化相关滤波器处理边界效应问题,并用交替方向乘子法(ADMM)求解目标函数,使其收敛到全局最优。最后,不同场景的定量和定性试验结果表明该算法在目标尺度变化方面具有较好的鲁棒性。 展开更多

关键词 视觉跟踪 相关滤波 时空正则化

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自适应时空正则化的相关滤波目标跟踪 被引量：1

14

作者 齐向明 陈伟 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2021年第2期308-318,共11页

针对相关滤波目标跟踪算法空间正则权重没有与目标建立联系和时间正则项不能自适应更新的问题,提出自适应时空正则化的相关滤波目标跟踪算法。首先,利用初始帧的显著感知参考权重,使自适应空间正则项能够在后续跟踪过程中获取与目标存... 针对相关滤波目标跟踪算法空间正则权重没有与目标建立联系和时间正则项不能自适应更新的问题,提出自适应时空正则化的相关滤波目标跟踪算法。首先,利用初始帧的显著感知参考权重,使自适应空间正则项能够在后续跟踪过程中获取与目标存在联系的空间正则权重。然后,利用相邻两帧响应得分的变化情况计算时间正则化参数的参考值,使自适应时间正则项可以通过变化的正则化参数不断更新。最后,采用交替方向乘子法(ADMM)优化算法,以较少的迭代次数分别求解出滤波器函数、空间正则权重和时间正则化参数。在OTB-2015数据集上进行实验,结果表明本文算法的跟踪性能优于其他对比算法,其中距离精度和成功率分别达到86.4%和65.6%,且本文算法在具有形变、旋转、遮挡和出视野等属性的复杂跟踪场景下更具鲁棒性。 展开更多

关键词 机器视觉 目标跟踪 相关滤波 自适应时空正则化 显著感知 响应得分

原文传递

视频帧间分组及超分辨率重建的自适应性研究

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作者 杨海丽 黄洪琼 《微型机与应用》 2017年第9期49-52,共4页

由于视频场景变化较快、配准误差、噪声、低分辨率图像数量不足等原因,会使传统基于压缩感知的采用视频帧固定分组形式的视频编解码器的重构效果较差,同时也使超分辨率重建出现病态问题。为解决这些问题,文章提出一种基于压缩感知的自... 由于视频场景变化较快、配准误差、噪声、低分辨率图像数量不足等原因,会使传统基于压缩感知的采用视频帧固定分组形式的视频编解码器的重构效果较差,同时也使超分辨率重建出现病态问题。为解决这些问题,文章提出一种基于压缩感知的自适应帧图像分组的视频编解码器,同时又在超分辨率重建算法中提出了L曲线的自适应时空正则化系数计算方法,可以自适应地计算正规化系数。由实验结果表明,该算法能够很好地解决上述问题从而重构出视觉效果良好的视频帧图像。 展开更多

关键词 压缩感知 视频帧图像自适应分组 超分辨率重建 自适应时空正则化 L曲线

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