基于Murty方法的多目标跟踪快速算法
多目标追踪
多目标追踪多目标追踪(Multiple Object Tracking, MOT)是指在视频或图像序列中同时跟踪多个目标的技术。
在许多应用领域,如视频监控、智能交通系统和自动驾驶等,多目标追踪都起着重要的作用。
多目标追踪的挑战在于如何在场景中同时识别和跟踪多个目标,并准确地解决部分目标遮挡、外观变化和尺度变化等问题。
为了实现多目标追踪,通常需要进行目标检测、目标识别和目标跟踪等多个步骤。
首先,目标检测是多目标追踪的第一步,通过使用目标检测算法,可以在视频或图像中找到所有的目标。
常用的目标检测算法有基于深度学习的检测算法,如Faster R-CNN、YOLO等。
这些算法能够高效地检测目标,并提取目标的特征信息。
接下来,目标识别是多目标追踪的关键步骤之一。
一旦目标被检测出来,需要根据目标的外观特征将其与已知目标进行匹配。
在目标识别中,可以使用各种特征描述符,如颜色直方图、纹理特征和形状特征等。
然后,可以使用匹配算法(如最近邻算法或支持向量机等)将检测到的目标与已知目标进行匹配。
最后,目标跟踪是多目标追踪的最后一步。
在目标跟踪中,需要根据前一帧中的目标位置和运动信息来预测当前帧中目标的位置。
常见的目标跟踪算法有基于卡尔曼滤波器的跟踪算法、粒子滤波器和相关滤波器等。
为了提高多目标追踪的性能,可以采取一些改进算法,如多目标跟踪与姿态估计相结合、多目标跟踪与目标分类相结合等。
另外,还可以利用深度学习技术,如卷积神经网络和循环神经网络等,来提取更加准确和丰富的目标特征。
总之,多目标追踪是一项非常重要且具有挑战性的任务,它在许多应用领域都有着广泛的应用。
未来随着计算能力的提升和算法的不断改进,多目标追踪将能够在更复杂的场景中实现更准确和稳定的目标跟踪。
计算机视觉中多目标跟踪算法的研究与优化
计算机视觉中多目标跟踪算法的研究与优化摘要:计算机视觉中的多目标跟踪算法是指在视频中同时跟踪多个目标的技术。
随着计算机视觉技术的不断发展,多目标跟踪在许多领域中得到广泛应用,例如智能监控、无人驾驶和机器人导航等。
然而,由于视频数据的复杂性和实时性要求,多目标跟踪依然具有一定的挑战性。
本文通过对多目标跟踪算法的研究与优化进行综述,旨在探讨多目标跟踪领域的最新进展和未来发展方向。
一、引言多目标跟踪是计算机视觉领域的重要研究方向,在诸多应用场景中发挥着重要作用。
传统的多目标跟踪方法主要基于滤波器,例如卡尔曼滤波器、粒子滤波器等。
然而,由于目标特征的复杂性、运动模型的非线性以及背景噪声的影响,传统方法在处理复杂场景下的多目标跟踪问题时表现不佳。
二、多目标跟踪算法的研究进展1. 基于深度学习的多目标跟踪算法深度学习技术的崛起为多目标跟踪带来了新的机遇。
基于深度学习的多目标跟踪算法通过端到端的训练方式,能够自动从大规模数据中学习目标特征表示,并进行目标的关联和跟踪。
其中,Siamese网络、Faster R-CNN和Mask R-CNN等深度学习模型被广泛应用于多目标跟踪领域,并取得了显著的性能提升。
2. 基于特征匹配的多目标跟踪算法特征匹配方法通过提取目标的视觉特征,并通过匹配相邻帧之间的特征来进行目标跟踪。
根据特征的表示方式,特征匹配方法可以分为基于颜色直方图、局部特征描述子和深度特征的方法。
近年来,基于深度学习的特征匹配方法得到了广泛关注,并在多目标跟踪问题中取得了较好的性能。
3. 基于图论的多目标跟踪算法图论方法通过建立目标和观测之间的关系图来解决多目标跟踪问题。
常用的图论方法包括最大感兴趣区域(MOTA)、最小均方根(MST)、二部图最大匹配(BGM)、匹配追踪(MT)等。
这些方法通过优化图的结构和节点间的连接关系,实现对多目标的准确跟踪。
三、多目标跟踪算法的优化1. 关于目标特征的优化目标特征是进行多目标跟踪的关键。
多目标跟踪方法及研究进展1
多目标跟踪方法及研究进展1多目标跟踪方法及研究进展1多目标跟踪是计算机视觉领域的一个重要研究方向,旨在准确地追踪场景中的多个目标,并对它们进行跟踪和预测。
随着技术的进步,多目标跟踪在许多实际应用领域中得到了广泛的应用,如视频监控、自动驾驶等。
本文将介绍多目标跟踪的一些基本概念和常用方法,并对该领域的研究进展进行综述。
多目标跟踪的任务是从视频序列中提取目标的轨迹信息,一般包括目标的位置、速度、运动轨迹等。
多目标跟踪方法可以分为两个阶段:检测和关联。
检测阶段主要是使用目标检测算法,如基于深度学习的目标检测模型,对图像或视频序列中的目标进行检测和定位。
关联阶段则是对目标进行跟踪和关联,通常需要考虑目标的运动模型、目标之间的相似性以及信息传递等因素。
目前,多目标跟踪领域的研究进展主要集中在以下几个方面:1. 目标检测模型的发展:目标检测是多目标跟踪的基础环节,目标检测模型的性能直接影响到多目标跟踪的准确性和鲁棒性。
近年来,基于深度学习的目标检测算法取得了显著的进展,如Faster R-CNN、YOLO和SSD等。
这些模型利用深度神经网络对图像进行特征提取,并通过回归和分类的方式实现目标的检测和定位。
2.运动模型的建模:运动模型是多目标跟踪中的关键问题,其目的是对目标的运动轨迹进行建模和预测。
传统方法中常用的运动模型有卡尔曼滤波器和粒子滤波器等。
近年来,一些基于深度学习的方法也被应用于运动模型的建模,如长短期记忆网络(LSTM)和卷积神经网络(CNN)等。
3.目标关联的方法:目标关联是多目标跟踪的核心问题,其主要任务是将目标在不同帧之间进行匹配和关联。
常用的关联方法包括匈牙利算法、卡方分布、卡尔曼滤波器和相关滤波器等。
近年来,一些基于深度学习的方法也被应用于目标关联中,如深度关联网络。
4.多目标跟踪框架的研究:为了提高多目标跟踪的准确性和鲁棒性,一些研究者提出了一些新的多目标跟踪框架,如多特征融合、在线学习和端到端学习等。
多目标跟踪算法及实现研究
多目标跟踪算法及实现研究一、本文概述Overview of this article随着计算机视觉技术的快速发展,多目标跟踪算法已成为该领域的研究热点之一。
多目标跟踪旨在从视频序列中识别并持续跟踪多个目标对象,是许多实际应用如智能监控、人机交互、自动驾驶等不可或缺的关键技术。
本文旨在深入研究和探讨多目标跟踪算法的原理、发展现状以及实际应用。
With the rapid development of computer vision technology, multi-objective tracking algorithms have become one of the research hotspots in this field. Multi object tracking aims to identify and continuously track multiple target objects from video sequences, and is an indispensable key technology in many practical applications such as intelligent monitoring, human-computer interaction, and autonomous driving. This article aims to conduct in-depth research and exploration on the principles, current development status, and practical applications of multi-objective tracking algorithms.本文将对多目标跟踪算法的基本框架和关键技术进行概述,包括目标检测、数据关联、轨迹预测等核心组件。
文章将重点介绍当前主流的多目标跟踪算法,如基于滤波的方法、基于深度学习的方法等,并分析它们的优缺点和适用场景。
多目标跟踪算法
多目标跟踪算法多目标跟踪算法是计算机视觉领域中一项重要的研究任务,它的目标是在视频序列中同时跟踪多个目标。
本文将介绍一种基于深度学习的多目标跟踪算法。
该算法的主要步骤如下:1.目标检测:首先,使用卷积神经网络(CNN)对视频帧进行目标检测。
CNN可以提取图像特征,识别图像中的目标物体。
常用的CNN架构有Faster R-CNN、YOLO等。
2.目标特征提取:对于每一个被检测到的目标,通过CNN提取其特征表示。
这些特征可以包括目标的外观、形状、运动等信息。
3.目标关联:根据目标的特征,使用关联算法来建立当前帧和前一帧之间的目标关联。
常用的关联算法有卡尔曼滤波、匈牙利算法等。
如果一个目标在两帧中都被检测到且满足一定的相似度阈值,则认为它们是同一个目标。
4.目标轨迹估计:根据目标的关联关系,使用轨迹估计算法来预测目标在未来的位置。
常用的轨迹估计算法有卡尔曼滤波、粒子滤波等。
通过预测目标的轨迹,可以实现对目标的跟踪。
5.目标更新:在每一帧中,根据新检测到的目标和通过轨迹估计算法预测的目标位置,更新目标的状态。
这种多目标跟踪算法基于深度学习的目标检测和特征提取实现了对视频序列中多个目标的准确跟踪。
同时,通过目标关联和轨迹估计算法,可以解决目标在视频中的跳跃和遮挡等问题。
这种算法在实际应用中具有广泛的应用前景,例如视频监控、自动驾驶等领域。
需要注意的是,多目标跟踪算法仍然存在许多挑战,例如目标遮挡、目标外观变化等。
未来的研究方向包括进一步提升目标检测和特征提取的准确性,改进目标关联和轨迹估计算法的效果,以及开发更加高效的实时多目标跟踪算法。
多目标跟踪数据关联方法综述
多目标跟踪数据关联方法综述摘要:多目标跟踪问题在军事和民用方面都有着十分广泛的应用,如在军事方面的空中预警、空中攻击(多目标攻击)等,民用方面包括空中交通管制等。
多目标跟踪在军事上的应用受到了各国广泛重视。
本文对目前国内外部分文献上发表的有关多目标跟踪方法进行了综述。
并对各种方法的优缺点进行了比较。
关键字:多目标跟踪数据关联方法综述1 概述多目标跟踪(MTT)是当前计算机视觉领域的一个研究热点。
多目标跟踪是指利用计算机,在频序列中确定感兴趣的、具有某种显著视觉特征的各个独立运动目标的位置,大小和各个目标完整的运动轨迹。
视频目标跟踪问题之所以引起广泛关注是由于它能够应用于民用和军事等许多领域。
例如基于视频目标跟踪的视频监视系统常用于民宅、停车场、公共场合、银行等的监视,以防止偷盗、破坏行为的发生,保障社会的安全。
在交通系统中,多目标跟踪研究也具有非常广泛的应用,主要包括交通流量控制、车辆异常行为监测等很多方面。
在军事领域对视频监视系统的要求比民用领域要高得多,这主要是由于战场环境远比普通民用环境更加复杂和苛刻。
恶劣的战场环境要求视频监视系统具有很强的适应性并能够对快速变化的运动目标实施稳定靠的跟踪。
图 1.1 是一个典型多目标跟踪系统,包括视频采集处理、运动目标检测、多目标跟踪、目标行为分析等主要模块。
运动目标检测与多目标跟踪模块处于整个视频跟踪系统的核心模块,是各种后续高级处理的基础。
运动目标检测是指从视频中实时提取目标,而运动目标跟踪是通过建立目标关联实现多目标的持续跟踪,并确定多目标运动轨迹。
视频采集设备为多目标跟踪系统提供输入视频流,视频监控窗口实时输出多目标跟踪结果,监控场景。
目标行为分析理解属于高层次的视觉问题。
2 几种经典的数据关联算法多目标跟踪实现的关键问题在于如何进行有效的数据关联。
而数据关联的目的就是把来源于单个或多个传感器的量测数据Zi(i=1, 2,...,N)与 j 个已知或已经确定的航迹进行相互配对的过程,简单来说,就是使所有的量测数据分为 j 个集合,并且保证每个集合中所包含的量测数据以接近于 1 的概率都来自同一个目标。
多目标追踪算法
多目标追踪算法多目标追踪是计算机视觉中的一个重要研究领域,其目标是利用视频流中的信息,对其中的多个目标进行实时的跟踪和定位。
多目标追踪算法的研究有助于实现一些实际应用,如视频监控、人体行为分析等。
常见的多目标追踪算法可以分为两类:基于外观特征和基于运动特征。
基于外观特征的算法使用目标的外观信息(如颜色、纹理等)来进行跟踪。
这种方法的优点是对目标形状和尺寸的变化较为鲁棒,但对于目标之间外观相似或遮挡情况下的区分较为困难。
基于运动特征的算法则利用目标在视频帧中的运动信息进行跟踪。
这种方法对目标之间的外观相似问题较为鲁棒,但对目标形状和尺寸的变化比较敏感。
一种常见的多目标追踪算法是卡尔曼滤波器。
卡尔曼滤波器通过建立目标运动模型和观测模型,并利用观测信息进行目标状态估计和预测。
该算法最初用于航空航天领域,其优点是速度快、精度高,适用于目标运动模型线性且噪声满足高斯分布的情况。
另一种常见的多目标追踪算法是粒子滤波器。
粒子滤波器利用一组粒子来表示目标的位置状态,通过不断更新和重采样来准确估计目标位置。
粒子滤波器对目标的形状和尺寸变化比较敏感,适用于非线性运动模型和非高斯噪声的情况。
目前,多目标追踪算法的研究重点主要集中在提高目标跟踪的准确性和实时性。
一种常见的解决方法是结合多个特征进行目标跟踪,如外观特征、运动特征、深度特征等。
利用多个特征可以提高目标的鉴别度,提高跟踪的准确性。
此外,还可以使用多种滤波器进行目标跟踪,如卡尔曼滤波器、粒子滤波器等,将它们进行融合,提高跟踪的实时性。
在未来,多目标追踪算法还有许多值得研究的方向。
例如,如何提高目标跟踪算法对于目标尺寸和形状变化的适应能力,如何对目标目标之间的关系进行建模,如何提高算法的鲁棒性等。
这些问题的解决将进一步推动多目标追踪算法的发展,并有助于解决实际应用中面临的挑战。
非线性系统的多扩展目标跟踪算法
非线性系统的多扩展目标跟踪算法随着科技的不断发展,无人机已经成为了现代战争和商业领域中的重要工具。
在实际应用中,无人机需要具备自主导航和目标跟踪能力。
而目标跟踪技术是无人机自主导航的重要组成部分,其性能直接影响到无人机的实用性和有效性。
在复杂的环境下,目标跟踪往往面临着多样性目标、非线性动力学系统等挑战,因此如何针对非线性系统设计多扩展目标跟踪算法成为了当前研究中的重要问题。
非线性系统的多扩展目标跟踪算法是指在非线性动力学系统下,通过多种传感器数据融合和多扩展参数估计技术,实现对多个目标的高效跟踪。
目前,相关研究取得了一些进展,但是仍然存在一些挑战,比如系统的不确定性、目标的不确定性、多目标的协同跟踪等问题。
本文将围绕这些问题展开讨论,提出一种非线性系统的多扩展目标跟踪算法,并进行相关理论分析和仿真验证。
非线性系统的多扩展目标跟踪算法是基于传感器数据融合和多扩展参数估计技术的。
具体来说,该算法包括以下几个主要步骤:(1)多传感器数据融合:通过多种传感器获取目标的信息,比如雷达、红外、摄像头等。
然后,利用数据融合技术将来自不同传感器的数据进行整合,得到目标的全面信息。
(2)多扩展目标模型:针对非线性系统中目标动力学的不确定性,采用多扩展目标模型,同时考虑目标的运动方向、速度、加速度等参数,并通过扩展卡尔曼滤波器进行参数估计。
(3)多目标协同跟踪:在非线性系统中,多目标之间可能存在交互和干扰,因此需要设计多目标协同跟踪算法,实现多目标的协同跟踪和避障。
通过以上步骤,非线性系统的多扩展目标跟踪算法可以实现对多个目标的高效跟踪,并且具有一定的鲁棒性和实用性。
为了验证非线性系统的多扩展目标跟踪算法的有效性,我们进行了仿真验证。
具体而言,我们利用C++语言和Matlab软件建立了仿真模型,并进行了仿真实验。
实验结果表明,该算法可以实现对多个非线性系统目标的高效跟踪,具有较好的鲁棒性和实用性。
在仿真验证中,我们考虑了多种不同的场景和参数设置,并通过对比实验结果,验证了算法的有效性和鲁棒性。
多目标跟踪算法.doc
多目标跟踪算法先来回顾下卡尔曼滤波器:假定k k x |表示当前k 时刻目标的状态,k 1k x |+表示下一个时刻目标的状态,k z 则表示k 时刻的实际观测。
一般地模型都假定为线性的:这里的1k x +为k+1时刻目标的状态,k x 为k 时刻的状态,为状态转移矩阵,而是服从均值为0方差为的正态分布,表示由噪声等引起的干扰。
卡尔曼滤波采取初步估计:这里的估计只是初步的估计,状态估计与实际状态的误差矩阵等于状态1k x +的的方差,即:更新(修正):这里已知了实际观察,同样是假定观测与状态的似然关系是线性的,即满足:服从一个均值为0方差为的正态分布。
卡尔曼滤波器给出了经过更新后得到的比较合理的k+1时刻的估计为:相应地得到了更新后方差的估计:这里:其实这些都是通过最小二乘法推出来的,即使得误差:最小,而初步估计也是通过最小二乘法获得,即使得:最小。
有了上述估计方程后,便可以获得一个估计流程:下面再介绍下贝叶斯公式 先看一个定义 马氏链:设{} ,,,k j i E =为有限集或可列集,称()0n n X ≥为定义在概率空间()P F,,Ω上,取值于空间E 的马氏链,如果满足下面的马氏性:对一切n 10i i i ,,, 有[][]1n 1n n n 1n 1n 00n n i X i X P i X i X i X P ----======|,,|若左边的条件概率有定义,则称[]i X j X P 1n n ==-|为在n-1时刻状态为i,在n 时刻在j 的转移概率函数,若它与n 无关,则记为ij p ,并称为时齐的或齐次的。
显然这里的马氏性接近于独立性,在一定程度上可以称为无记忆性或无后效性。
下面我们来推导贝叶斯公式: 容易由条件概率公式定义知而()()()()()()()()()()()()()()()()()()1k 1k 1k k k 1k k1k k k 1k k 1k k k 1k k k kk 1k 1k 1k k k 1k k k k k 1k 1k 1k kk 1k 1k 1k k k 1k 1k 1k 1k 1k z x f dxx f x zfx f x z f z f dx x f x z f x z f z f x f x z f x z f dx z x f x z f z x f x z f x f +++++++++++++++++++++++==⋅==⎰⎰⎰|||||||||||||||||||||||||就得到了更新后的公式如下:这里记于是就可以得到贝叶斯滤波器跟踪流程如下:实际上可以证明,卡尔曼滤波器是贝叶斯滤波器的一种特殊形式,由于假定噪声服从正态分布,同样地观测与状态估计的误差也是服从正态分布,那么不难得:那么:这里由模型假设可知,似然分布为一个正态分布,即:又由前面可得那么:从而得到更新公式:这里:实际上卡尔曼估计是一个最优估计:那么不难由正态分布的性质得:高斯混合滤波以卡尔曼滤波器为代表,这类滤波器都是假定概率分布为正态分布,并且模型是线性的,故而在实际应用中有较大局限性。
物体检测中的多目标追踪方法应用教程
物体检测中的多目标追踪方法应用教程在计算机视觉领域中,物体检测和目标追踪是两个重要的任务。
物体检测旨在识别图像或视频中的物体,并标注其边界框。
目标追踪则是在连续帧中跟踪目标的位置、大小和形状。
多目标追踪方法结合了这两个任务,旨在同步检测和追踪多个物体。
本文将介绍一些常见的多目标追踪方法及其应用。
一、基于卡尔曼滤波的多目标追踪方法卡尔曼滤波是一种基于状态空间模型的递归滤波器,已被广泛应用于目标追踪领域。
它通过将目标的位置和速度建模为状态向量,并利用观测模型预测目标的下一帧位置。
卡尔曼滤波方法通常与其他物体检测算法(如YOLO、SSD等)配合使用,以提供更准确的目标位置。
1.1 YOLO-DeepSORTYOLO(You Only Look Once)是一种快速的物体检测算法,能够在一次前向传播中同时识别多个物体。
DeepSORT结合了YOLO和卡尔曼滤波器,实现了在视频中跟踪多个目标的功能。
首先,YOLO用于检测视频帧中的目标,并提取目标的特征向量。
然后,这些特征向量通过卡尔曼滤波进行相关匹配,并根据该匹配计算目标的速度和位置。
最后,使用匈牙利算法解决多目标关联问题,即确定每个目标在连续帧中的轨迹。
1.2 SORTSORT(Simple Online and Realtime Tracking)是一种基于卡尔曼滤波的实时目标追踪算法,与YOLO等目标检测器结合使用。
SORT通过递归贝叶斯估计目标状态来预测下一帧的目标位置。
在每帧中,使用匈牙利算法将当前检测结果与已跟踪目标进行关联,并根据关联结果更新卡尔曼滤波器的状态和协方差矩阵。
SORT具有较快的执行速度和较好的目标追踪性能,在实时应用中得到广泛应用。
二、基于深度学习的多目标追踪方法随着深度学习技术的快速发展,基于深度学习的目标追踪方法也逐渐受到关注。
这些方法通过训练神经网络来学习目标的特征表示,从而实现多目标的准确追踪。
2.1 DeepSORTDeepSORT是Deep Association Metric Learning(深度关联度量学习)与SiamRPN++(一种基于深度学习的目标跟踪器)相结合的方法,能够在复杂场景下实现高准确性和高计算效率的多目标追踪。
马尔科夫多目标跟踪算法综述与总结
马尔科夫多目标跟踪算法综述与总结1. 引言马尔科夫多目标跟踪算法是目标跟踪领域的一个重要研究方向,其在机器视觉、自动驾驶和智能监控等领域有着广泛的应用。
本文将对马尔科夫多目标跟踪算法进行综述与总结,以帮助读者全面了解这一重要领域的发展和应用。
2. 马尔科夫多目标跟踪算法的基本原理马尔科夫多目标跟踪算法是一种基于马尔科夫模型的多目标跟踪方法,其基本原理是利用目标的运动模型和观测信息,通过状态估计和目标关联的方法,实现对多个目标的跟踪和预测。
在这一部分,我们将深入探讨马尔科夫多目标跟踪算法的基本原理及其在目标跟踪中的应用。
3. 马尔科夫多目标跟踪算法的技术细节马尔科夫多目标跟踪算法涉及到许多技术细节,如状态空间模型的建立、观测模型的选择、目标关联的方法等。
在本部分,我们将详细介绍马尔科夫多目标跟踪算法的技术细节,并讨论其在实际应用中的一些挑战和解决方案。
4. 马尔科夫多目标跟踪算法的研究进展马尔科夫多目标跟踪算法是一个不断发展和完善的领域。
在这一部分,我们将对马尔科夫多目标跟踪算法的研究进展进行总结和回顾,包括最新的研究成果和未来的发展方向。
5. 个人观点和理解从我个人的观点来看,马尔科夫多目标跟踪算法在实际应用中具有重要意义,尤其是在自动驾驶、智能监控和人机交互等领域。
通过对其基本原理和技术细节的深入理解,我们可以更好地应用和推广这一算法,促进相关领域的发展和进步。
总结在本文中,我们对马尔科夫多目标跟踪算法进行了综述与总结,全面探讨了其基本原理、技术细节和研究进展。
通过深入的分析和讨论,我们可以更好地理解和应用马尔科夫多目标跟踪算法,促进相关领域的发展和进步。
希望本文能够对读者有所帮助,并引起更多人对这一重要领域的关注和研究。
以上是对您提供的主题“马尔科夫多目标跟踪算法”进行的一篇综述与总结,希望能够满足您的需求。
如有其他要求或需要进一步完善,欢迎随时联系我。
马尔科夫多目标跟踪算法(MOT)是目标跟踪领域的一个重要研究方向,其在机器视觉、自动驾驶和智能监控等领域有着广泛的应用。
检测优化的标签多伯努利视频多目标跟踪算法
检测优化的标签多伯努利视频多目标跟踪算法检测优化的标签多伯努利视频多目标跟踪算法摘要:随着计算机视觉的发展,视频目标跟踪在许多领域中得到了广泛的应用。
针对多目标跟踪问题,许多算法已经被提出并取得了不错的效果。
本文提出了一种基于检测优化的标签多伯努利视频多目标跟踪算法,该算法结合了目标检测和多目标跟踪的优点,能够在保证跟踪准确性的同时提高跟踪的效率。
关键词:视频目标跟踪、多目标跟踪、目标检测、伯努利滤波器、检测优化1.引言视频目标跟踪是计算机视觉领域的一个重要研究方向,它在许多应用中都有着广泛的实际需求。
多目标跟踪是视频目标跟踪中的一个任务,其目标是在视频序列中同时跟踪多个目标。
与单目标跟踪相比,多目标跟踪的难度更大,因为需要考虑多个目标之间的相互影响和交互。
2.相关工作目前,已经有很多针对多目标跟踪问题的算法被提出。
其中,基于深度学习的方法在一定程度上取得了很好的效果。
然而,这些方法通常需要高昂的计算资源,并且对检测器的准确性要求很高。
3.算法设计本文提出的基于检测优化的标签多伯努利视频多目标跟踪算法主要包括以下几个步骤:3.1.目标检测首先,对视频帧进行目标检测,得到目标检测结果。
可以使用任意一个目标检测算法,如YOLO、Faster R-CNN等。
3.2.目标跟踪在目标检测的基础上,利用伯努利滤波器进行目标跟踪。
伯努利滤波器是一种经典的贝叶斯滤波器,其可以将每个目标的状态表示为一个跟踪分数。
通过迭代更新跟踪分数,可以得到每个目标的最终跟踪结果。
3.3.检测优化为了进一步提高跟踪的准确性和鲁棒性,本文引入了检测优化的步骤。
检测优化的目标是对目标检测结果进行修正,使其更符合实际情况。
通过在目标检测结果中引入约束条件,并使用最优化方法进行求解,可以得到更准确的目标位置。
4.实验与结果为了验证本文提出的算法的性能,我们在多个数据集上进行了实验。
实验结果表明,相比于传统的多目标跟踪算法,基于检测优化的标签多伯努利视频多目标跟踪算法在跟踪准确性和效率上都有显著的提高。
基于深度学习的视觉多目标跟踪算法综述
基于Murty方法的多目标跟踪快速算法
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89c8引言多目标环境中在多个目标距离较近并且有杂波的情况下要实现正确的多目标跟踪非常困难主要问题是难以找出正确的目标与观测值包括目标观测值与杂波观测值之间的对应关系
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表./012 检测概率 ’, # $67) 门概率 ’- # $677 跟踪门 门限
表8
匀速目标跟踪 *&O 处理时间 *&O 5F42 CD3 4DEFGH 5/3H25A IF5J KDGA5/G5 E21DKF5L
./012 8
杂波密度 (94 M - ) $ : $! $ : $8 $ : !$ %&’( $ : ?$ : "$ : 87
目标/观测值权值矩阵
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基于全方位视觉的多目标跟踪技术①
基于全方位视觉的多目标跟踪技术①严杭晨;汤一平;马宝庆;田旭园;吴立娟【摘要】To rapidly and accurately detect and track multiple objects, this paper presents a method of multiple objects detection and tracking based on Omni-directional images. Firstly, getting 360-degree Omni-directional images by Omni-directional Vision Sensor in real time, which is an effective way to solve the problem of the multiple video source correlation. Secondly, the MHoEI algorithm that is created by combining Motion History Images algorithm with Motion Energy Images algorithm can efficiently detect and track multiple objects in this paper. Finally ,the matching algorithm based on object oriented technology is proposed through fusing many properties of objects ,which was used to identify different objects. The algorithm better solves the problem of data association of different properties. Experiment results show that the method in this paper can better track objects in complex background. The system has robustness, lightly computational load, high efficiency features.%为了快速准确地检测并跟踪多目标对象,提出了一种基于全方位视觉的多目标对象跟踪方法。
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由于目标可能漏检, 特增加 % 个量测, $>&代 表目标 & 的漏检观测值。从表 + 可以看出, 从 $>+ 列到 $ > % 列是一个对角矩阵。 ( &, ’ )( "
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杂波密度 (94 M - ) $ : $! $ : $8 $ : !$ %&’( 77 : ) 7) 7, : 8
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引言 多目标环境中, 在多个目标距离较近, 并且有杂
而跟踪性能与 +?@1 相比下降不大。 ’ 算法思想
波的情况下, 要实现正确的多目标跟踪非常困难, 主 要问题是难以找出正确的目标与观测值 (包括目标 观测值与杂波观测值) 之间的对应关系。解决这个 问题的方法有多假设跟踪 ( 6,%34D%E FAD$37E242 <-/5G8 简称 6F<) 、 概率数据关联 ( ?-$I/I4%43A @/3/ 122$8 4.H, 简 称 ?@1 ) 以及联合概率数据关联 ( +$4.3 54/34$., 简称 +?@1) 。6F< 是一种 ?-$I/I4%43A @/3/ 122$5/434$., 理论上最优的算法, 由于其过于巨大的存贮和计算 要求, 实际系统中不用这种方法。 ?@1 主要用于单 目标跟踪, 当多个目标距离较远时, 性能不错, 而当 多个目标距离较近时, 由于没有考虑目标之间的相 互影响, 性能效差。 +?@1 在实际工程中用得最多。 +?@1 的原理是先找出所有的目标与观测值的对应 关系, 再根据所有对应关系综合得到每个观测值与 某个目标的隶属概率, 最后得到一个综合观测值用 于某一目标的跟踪。当目标与观测值增多时, 它们 的对应关系呈指数级增长。为了解决这一问题, 学
+
利用匈牙利算法 (详细过程参考 [E] ) 求得最优分配 .D , , 〈!, , 〈(, , …, 〈 %, , ) , 其中 〈 &, 从权值矩阵 $D , ( 〈+, .D @ ’! 〉 ’( 〉 ’% 〉 ’& 〉 ’+ 〉
%
表示目标 & 对应的观测值是 ’& 。 ’+ , …, 表示权值和 !" ( &, 最小。 ’! , ’% 互不相同。 .D 是最优分配, ’& )
["] 以按照标准的 %&’( 算法 对目标航迹进行状态估
$ : $! $ : $8 $ : !$
计和航迹更新, 这里不作详细说明。 ! 实验仿真 为了验证新算法的性能, 利用新算法对二维图 像中的 ) 个匀速目标和 ) 个机动目标分别进行了跟 踪仿真。对于匀速目标在系统中采用 *+ 模型进行 [,] 。基本的实验 滤波跟踪, 机动运动采用 *( 模型 参数如下:
&
在建立权值矩阵之后, 用 "#$%& 方法找出 ’ 个 最优目标与观测值对应关系, 由于权值矩阵中的元 素是取自然对数后的值, 求 ’ 个最大概率的对应关 系等效于从矩阵中找出 ’ 个最小任务分配。方法 如下:
斯分布, 表示量测 - 时刻量测 ’ 相对目标 & 的统计距 A & & 离。 , ( - B - C +) 是目标 & 在 - 时刻的预测点, ( . -) 为目标 & 在 - 时刻的新息协方差。
目标/观测值权值矩阵
54-67% 81%$-9 24%:44; %1$64%< 1;= 841<#$484;%<
… … … … … " (+, $) " (!, $) " … ( %, $) " ">+ (+, $ > +) " ? … ? ">! ? (+, $ > +) " ? … … … … … "> , ? ? … ( %, $ > %) "
$
%
在找出权值矩 $ 的 3 个最优分配之后, 令 . 是3 个 , 〈!, , 〈(, , …, 最优分配中的一个, ( 〈+, ’!〉 ’( 〉 .@ ’+〉 〈 %, ) , ’% 〉 . 的后验概率为:
() ( . 4 ,- )( # 49H * 5
( &, ) ’& ) " ! &(+
(()
跟踪成功率 (N) %&’( )) : 8 ,8 ,$ : ,8 快速算法 ), : -8 ,) : > ,? : -8
其中 *+ 是到 + 时刻时的所有量测的集合, ( (& ) ""# ( (& ) 为指示符, 当 〈 #, 是 (& 的一个元素时, # "〉 ""# ( (& ) 否则""# # $。 !, 得到所有的观测值与目标的隶属概率后, 就可
式中 5 是规一化常数。观测值 " 对应于目标 # 的 隶属概率是:
第-期
%
刘志刚等: 基于 <B35L 方法的多目标跟踪快速算法 表" 机动目标跟踪结果
!,!
!"# $
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( (& ’ ! &$!
( (& ) ) *+ ) ""#
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./012 "
杂波密度 (94 )
M-
@2AB15A CD3 4/G2BE23FGH 5/3H25A
第 !" 卷第 ! 期 !(() 年 * 月
宇
航
学
报
+$,-./% $0 123-$./,3452
#$%& !" ’$& ! 6/-57 !(()
! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !
[", 9] 者们提出了很多不同的方法 , 大体上是对多个
+?@1 算法的关键是计算出跟踪区域内每个观 测值 ! 与目标 " 的隶属概率!!" 。 !!" 为所有含有观 测值 ! 的对应关系的概率和, 当目标与观测值数目 较多时, 它们之间的对应关系的数目呈指数级增长, 对于存贮空间和计算能力都有限的一个系统而言, 这是无法忍受的。由于!!" 是含有观测值 ! 的对应 关系的概率和, 而影响!!" 值大小的主要是那些大概 率的对应关系, 即 !!" 近似等于含有观测值 ! 的大 概率对应关系的概率和。令 !# !" 等于含有观测值 ! 的 $ 个最大概率对应关系的概率和, $ 的大小由系 统资源决定, 系统的存贮空间和计算能力大时, 可以
观测值 ’ 落在目标 & 的有效范围之外 ?, (+)
A &
{
& ) , (+ ) *+ ’ ( $ / & ) 3;
其它 ?,
(!)
& 是 目 标 & 的 检 测 概 率, 其中 # 表 示 杂 波 密 度, *+
[ ( ] [, ( ; ( - B - C +) , ] 服从高 % @% , .( - ) & , ’ -) ’ -)
收稿日期: 修回日期: !((*8(98(9, !((*8(:8!;
+ID
宇航学报
第 !* 卷
通过 "#$%& 方法, 找出 ’ 个最优的目标与观 !) 测值对应关系 计算 ’ 个最优目标与观测值对应关系的后 () 验概率 计算出各个量测点与观测值的隶属概率!! )) "#
表+ 01234 +
量测 目标 + ! … , + (+, +) " (!, +) " … ( %, +) " ! (+, !) " (!, !) " … ( %, !) "
对目标航迹进行状态更新 *) 算法的关键部分是 +) 和 !) , 即权值矩阵的建立 和 "#$%& 方法的使用。假设有 , 个目标和 " 个观测 值, 建立如下对应权值矩阵 ! ("-.) 。
# 取大的 $ 值。 $ 越大, 当 $ 为目标 !!" 的值越接近; # 与量测的所有对应关系的数目时, !!" 等于!!" 。
要从目标与观测值的所有对应关系中找出 B 个最大概率的对应关系, 直观方法是先计算出所有 对应关系的概率, 然后通过比较找出 B 个最大值, 但这没有任何意义, 因为求 B 个最大概率对应关系 就是为了避免计算所有的对应关系的概率。 6,-3A 方法是一种不必计算全部任务分配, 就可求出 B 个 最优任务分配的算法。 J$K 在 [!] 中用 6,-3A 方法来 求 6F< 中的 B 个最优假设。本文使用 6,-3A 方法 来求 +?@1 中的 B 个概率最大的对应关系。 下面是 G 时刻新算法的处理过程: 找出 G 时刻各个目标的预测点跟踪窗口内的 >) 观测值, 建立权值矩阵 ! ("4L)