单目标跟踪算法的研究与分析
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
人工程 、视频检索等领域具有广 阔的应用 前景和潜在 的商业价值 。 基于视频 的运动 目标跟踪是 计算机视觉 中一个热 门研究 问题 ，为视频 内容 的理解提供重 要的信息 。特
２ 目标 的描述
跟踪的场景 中， 目标可 以被 定义为任何被用 于将 来分 析的感兴趣事物 。要跟 踪一个 目标 ，首先要建立 对 该 目标 的描述 ，以便于算 法的识别 。 目标可 以通 过 形状和表观 来描述。
单几何形状 （ 矩形 、椭 圆） ，剪影和轮廓 ，铰链模型 ，
骨架模 型等 。 目标 的表观定义 了图像 中目标 的纹理 、
颜色 等局部特征 ，如基于统计 的表 观概率密度 （ 混合 高斯模型 、直方 图 ） 板，多视角模型 （ ，模 主成分分析
Ｓ ｅｉ Ｓｅ专 论 ・ 述 ２ ５ ｐ ｃ ＩＳＵ ａＩ 综 ４
２ １ 年 第 ２ 卷 第 ５期 ０２ １
别是在光 照变化、噪音干扰 、几何形变 、遮 挡等 自然
场景下的 目标跟踪 问题 ， 一直是研 究领 域的经典难题 。
目标的形状定义 了所关注 的 目标在 图像平面 的空
间信息 ，包括 点 （ 用质心或者是点集来描述 目标 ） ，简
国内外很 多研 究机 构 已经对 运动 目标 的跟踪 问题 开展 了大量相关项 目的研究 。例如 ，１９ ９ ７年美 国国防
１ 引言
随着 数码 电子设备 以及 数字存储 设备的发展 ，图 像和视 频在社会生活 中得 到越来越 多的应 用 ，随之而 来 的是计算机视觉技术 （ ｍ ｕｅ ｖｓ ｎ 的蓬勃发展 。 ｏ ｃ ｐ ｔｒ ｉｏ ） ｉ 使用计算 机技术来帮助我们 处理 、理解 ，分析图像和
交互作用识别 的相关研究 ；德 国法兰 克福 理工学院 的 要研究用于对 战场及普通 民用场景进行监 控的 自动视
标跟踪 的国 内外研 究现状 ，重点 归纳分析 了运动 目标跟踪方法 的分类及其 发展 过程 中的提 出的各种 算法 ，对其
关键技术进行 了剖析和 比较 。 关键词 ： 目标跟踪 ；点跟踪；核跟踪 ；剪影跟踪
Ｐ ｏ ｒｓ ｊｃ ｒｃ ｉｇ ｇ ｒ ｈ ｒｇｅｓｎ０ｂｅｔ ａｋｎ ｏｉ ｍｓ ｉ Ｔ Ａｌ ｔ
频理解技术：美国康涅狄 格州立 大学的 Ｂ ｒ ｈ ｌ 等 ａ Ｓａ ｍ － ｏ
Ｈ． ａ ｅ 等从事交通监控 系统的研 究 。几十年来， 目 Ｎ ｇｌ 标跟踪 中无论是 目标 搜索算 法还是特征选择 与更 新都 不乏研究成果 。
视频 。计 算机视觉扩展 了人类 视觉 范围，并可 以长 时 间工作 于恶劣的环境 ，在 智能监控 、人机 交互、机器
高级研究项 目署设立 的视觉监 控重大项 目 ｖＳ ，主 人对雷达和光 电仪器的多 目标跟 踪 问题进行 了深入 的 研 究；英 国雷丁大学开展 了对车辆和 行人的跟踪及其
① 基金项 目： 安徽省教育厅自然科学￣（０ ５３ ０ Ｚ ） ２ ０９ ０４ Ｄ
收稿 时 闻：０１１－９收 到修 改稿 时 间： １－２２ ２ １－０２ ； ２ １１－６ ０
２ １ 年 第wk.baidu.com２ 卷 第 ５期 ０２ ｌ
ｈｔ：ｗ ． ｓ ｒ． ｔ ｌ ｗｗｃ － ｇｃ ｐｌ － ａｏ ｎ
计 算 机 系 统 应 用
单 目标跟踪算法的研究与分析①
王 新 洁
（ 大连医科大学 附属第一医院 ，大连 ｌ６ ｌ） １０ １
摘
要 ：运动 目标跟踪 是计算机视 觉的一个 中心研 究 问题 ，为视频 内容 的理解 提供重要 的信 息。首先介绍 了 目
Ａ ｒＮ Ｇ ｉ Ｊｃ Ｘ ｎ．ｉ
（ｈ Ｆｒｔ ｆ ｉｅ ｏｐｔ ， ａｉ Ｍ ｅｉ ｌ ｎｖｒｉ， ｌｎ１６ １， ｈ ａ Ｔ ｅ ｉ Ａｔ ａ ｄＨ ｓｉｌＤ ｌ ｎ ｄｃ Ｕ ｉ ｓｙＤａｉ １０ １Ｃ ｉ ） ｓ ｄｔ ａ ａ ａ ｅ ｔ ａ ｎ
Ａ ｓ ａ ｔＯ ｊｃ ｔ ｃｉ ｓｏ ｇｂｅ ｎ ｆｈ ｎ ａ ｒｓａ ｈｐｏ ｌ ｓｉ ｃｍ ｕ ｒ ｉｏ ， ｈ ｈ ｒｖｄｓｍｐｒ ｎ ｂｔ ｃ： ｂｅｔｒ ｋｎ ｈ ｎ ｅｎｏ ｃ ｔ ｃ ｔ ｌｅｅｒ ｒｂｅ ｐ ｔ ｓ ｎ ｗ ｉ ｏｉｅ ｏｔ ｔ ｒ ａ ｇ ａ ｌ ｏ ｅ ｅ ｒ ｃ ｍ ｎｏ ｅｖｉ ｃｐ ｉ ａ ｉ ｏｍａｏ ｔ ｄ ｒａｄｖ ｅ ｎ ｎ ｉｔ ， ｔ ｔ ｎｌｅｅｒ ａ ｓ ｆ ｂ ｃ ｔ ｃｉ ｔ ｄ ｃｄ Ｔ ｅ ｐｃ ｌ ， ｎ ｒ ｔ ｎ ｏｕ ｅｓ ｎ ｄｏｃ ｔ ｔＦｒ ｌ ｉｅ ｉ ａｒｓ ｃ ｓ ｔ ｏｊ ｔｒ ｋ ｇｉｉ ｒ ｕ ｅ． ｈｎ ｓｅｉｌ ｆ ｉ ｎ ｔ ｉ ｏｅ ｓｙ ｎ ｍａｏ ａ ｈ ｔｕ ｏ ｅ ａ ｎ ｓ ｏ ｎ ｅ ａｙ ｔ ｔ ｏ ｅ ｏｊｃｔ ｃｉｇ ｅ ｏ ｓ ｎ ｖｒ ｕ ｇｒｈ ｔｅ ｃＳｏ ｄｖｌ ｍ ｎ ａ ｅ ｐ ａｃｌ ａ ｚｄ Ｔ ｅ ｈ ｃ ｅ ｒ ｓ ｆ ｂｅｔｒ ｋｎ ｔ ｄ ｄ ａｉ ｓ ｌｏｉｍｓ ｈ ｏ ｅ ｅｅ ｐ ｅｔ ｒ ｍ ｈｔａｌａ ｌ ｅ． ｈ ｅａ ｇｉ ｏ ａ ｍ ｈ ａ ｏ ａ ｔ ｉ ｎ Ｓｆ ｏ ｏ ｉ ｙ ｎｙ ｋｙｅｈ ｉ ｅ ｃ ｏ ｐｒｄ ｎ ａｄｅｓｄ ａｄ ｏ ｍａ ｒ ｒｂｅ ｓ ｎ ｐ ｓｉ ｅ ｏ ｔ ｎ ｅ ｌ ｇ ｒ＿ ｅ ｔ ｎｑ ｓ ｒｃ ｍ ａ ａｄ ｄ ｒ ｅ， ｍｅ ｊ ｐｏ ｌ ｄ ｏｓ ｌｓｌ ｉ ｓ ｒ ａ ｏ Ｕ ｌ ｉ ｃ ｕ ａ ｅ ｓ ｎ ｓ ｏ ｍ ａ ｂ ｕ ｏ ａ ｓ Ｓ ｍａ Ｔ ￣ Ｋｅ ｏ ｄ ：ｂｅｔｒｃｉｇ ｐ ｉ ａｋｎ ； ｕ ｌ ｒｒｃｉｇ ｓｈ ｕｔ ａｋｎ ｙｗ ｒ ｓｏｊｃｔ ｋｎ ； ｏ ｔｒ ｉｇ ｎ ｃ ａ ａｋｎ ；ｉ ｏ ｅ ｅ ｒｃ ｉ ａ ｎ ｔｃ ｅ ｔ ｌ ｔｔ ｇ
２ 目标 的描述
跟踪的场景 中， 目标可 以被 定义为任何被用 于将 来分 析的感兴趣事物 。要跟 踪一个 目标 ，首先要建立 对 该 目标 的描述 ，以便于算 法的识别 。 目标可 以通 过 形状和表观 来描述。
单几何形状 （ 矩形 、椭 圆） ，剪影和轮廓 ，铰链模型 ，
骨架模 型等 。 目标 的表观定义 了图像 中目标 的纹理 、
颜色 等局部特征 ，如基于统计 的表 观概率密度 （ 混合 高斯模型 、直方 图 ） 板，多视角模型 （ ，模 主成分分析
Ｓ ｅｉ Ｓｅ专 论 ・ 述 ２ ５ ｐ ｃ ＩＳＵ ａＩ 综 ４
２ １ 年 第 ２ 卷 第 ５期 ０２ １
别是在光 照变化、噪音干扰 、几何形变 、遮 挡等 自然
场景下的 目标跟踪 问题 ， 一直是研 究领 域的经典难题 。
目标的形状定义 了所关注 的 目标在 图像平面 的空
间信息 ，包括 点 （ 用质心或者是点集来描述 目标 ） ，简
国内外很 多研 究机 构 已经对 运动 目标 的跟踪 问题 开展 了大量相关项 目的研究 。例如 ，１９ ９ ７年美 国国防
１ 引言
随着 数码 电子设备 以及 数字存储 设备的发展 ，图 像和视 频在社会生活 中得 到越来越 多的应 用 ，随之而 来 的是计算机视觉技术 （ ｍ ｕｅ ｖｓ ｎ 的蓬勃发展 。 ｏ ｃ ｐ ｔｒ ｉｏ ） ｉ 使用计算 机技术来帮助我们 处理 、理解 ，分析图像和
交互作用识别 的相关研究 ；德 国法兰 克福 理工学院 的 要研究用于对 战场及普通 民用场景进行监 控的 自动视
标跟踪 的国 内外研 究现状 ，重点 归纳分析 了运动 目标跟踪方法 的分类及其 发展 过程 中的提 出的各种 算法 ，对其
关键技术进行 了剖析和 比较 。 关键词 ： 目标跟踪 ；点跟踪；核跟踪 ；剪影跟踪
Ｐ ｏ ｒｓ ｊｃ ｒｃ ｉｇ ｇ ｒ ｈ ｒｇｅｓｎ０ｂｅｔ ａｋｎ ｏｉ ｍｓ ｉ Ｔ Ａｌ ｔ
频理解技术：美国康涅狄 格州立 大学的 Ｂ ｒ ｈ ｌ 等 ａ Ｓａ ｍ － ｏ
Ｈ． ａ ｅ 等从事交通监控 系统的研 究 。几十年来， 目 Ｎ ｇｌ 标跟踪 中无论是 目标 搜索算 法还是特征选择 与更 新都 不乏研究成果 。
视频 。计 算机视觉扩展 了人类 视觉 范围，并可 以长 时 间工作 于恶劣的环境 ，在 智能监控 、人机 交互、机器
高级研究项 目署设立 的视觉监 控重大项 目 ｖＳ ，主 人对雷达和光 电仪器的多 目标跟 踪 问题进行 了深入 的 研 究；英 国雷丁大学开展 了对车辆和 行人的跟踪及其
① 基金项 目： 安徽省教育厅自然科学￣（０ ５３ ０ Ｚ ） ２ ０９ ０４ Ｄ
收稿 时 闻：０１１－９收 到修 改稿 时 间： １－２２ ２ １－０２ ； ２ １１－６ ０
２ １ 年 第wk.baidu.com２ 卷 第 ５期 ０２ ｌ
ｈｔ：ｗ ． ｓ ｒ． ｔ ｌ ｗｗｃ － ｇｃ ｐｌ － ａｏ ｎ
计 算 机 系 统 应 用
单 目标跟踪算法的研究与分析①
王 新 洁
（ 大连医科大学 附属第一医院 ，大连 ｌ６ ｌ） １０ １
摘
要 ：运动 目标跟踪 是计算机视 觉的一个 中心研 究 问题 ，为视频 内容 的理解 提供重要 的信 息。首先介绍 了 目
Ａ ｒＮ Ｇ ｉ Ｊｃ Ｘ ｎ．ｉ
（ｈ Ｆｒｔ ｆ ｉｅ ｏｐｔ ， ａｉ Ｍ ｅｉ ｌ ｎｖｒｉ， ｌｎ１６ １， ｈ ａ Ｔ ｅ ｉ Ａｔ ａ ｄＨ ｓｉｌＤ ｌ ｎ ｄｃ Ｕ ｉ ｓｙＤａｉ １０ １Ｃ ｉ ） ｓ ｄｔ ａ ａ ａ ｅ ｔ ａ ｎ
Ａ ｓ ａ ｔＯ ｊｃ ｔ ｃｉ ｓｏ ｇｂｅ ｎ ｆｈ ｎ ａ ｒｓａ ｈｐｏ ｌ ｓｉ ｃｍ ｕ ｒ ｉｏ ， ｈ ｈ ｒｖｄｓｍｐｒ ｎ ｂｔ ｃ： ｂｅｔｒ ｋｎ ｈ ｎ ｅｎｏ ｃ ｔ ｃ ｔ ｌｅｅｒ ｒｂｅ ｐ ｔ ｓ ｎ ｗ ｉ ｏｉｅ ｏｔ ｔ ｒ ａ ｇ ａ ｌ ｏ ｅ ｅ ｒ ｃ ｍ ｎｏ ｅｖｉ ｃｐ ｉ ａ ｉ ｏｍａｏ ｔ ｄ ｒａｄｖ ｅ ｎ ｎ ｉｔ ， ｔ ｔ ｎｌｅｅｒ ａ ｓ ｆ ｂ ｃ ｔ ｃｉ ｔ ｄ ｃｄ Ｔ ｅ ｐｃ ｌ ， ｎ ｒ ｔ ｎ ｏｕ ｅｓ ｎ ｄｏｃ ｔ ｔＦｒ ｌ ｉｅ ｉ ａｒｓ ｃ ｓ ｔ ｏｊ ｔｒ ｋ ｇｉｉ ｒ ｕ ｅ． ｈｎ ｓｅｉｌ ｆ ｉ ｎ ｔ ｉ ｏｅ ｓｙ ｎ ｍａｏ ａ ｈ ｔｕ ｏ ｅ ａ ｎ ｓ ｏ ｎ ｅ ａｙ ｔ ｔ ｏ ｅ ｏｊｃｔ ｃｉｇ ｅ ｏ ｓ ｎ ｖｒ ｕ ｇｒｈ ｔｅ ｃＳｏ ｄｖｌ ｍ ｎ ａ ｅ ｐ ａｃｌ ａ ｚｄ Ｔ ｅ ｈ ｃ ｅ ｒ ｓ ｆ ｂｅｔｒ ｋｎ ｔ ｄ ｄ ａｉ ｓ ｌｏｉｍｓ ｈ ｏ ｅ ｅｅ ｐ ｅｔ ｒ ｍ ｈｔａｌａ ｌ ｅ． ｈ ｅａ ｇｉ ｏ ａ ｍ ｈ ａ ｏ ａ ｔ ｉ ｎ Ｓｆ ｏ ｏ ｉ ｙ ｎｙ ｋｙｅｈ ｉ ｅ ｃ ｏ ｐｒｄ ｎ ａｄｅｓｄ ａｄ ｏ ｍａ ｒ ｒｂｅ ｓ ｎ ｐ ｓｉ ｅ ｏ ｔ ｎ ｅ ｌ ｇ ｒ＿ ｅ ｔ ｎｑ ｓ ｒｃ ｍ ａ ａｄ ｄ ｒ ｅ， ｍｅ ｊ ｐｏ ｌ ｄ ｏｓ ｌｓｌ ｉ ｓ ｒ ａ ｏ Ｕ ｌ ｉ ｃ ｕ ａ ｅ ｓ ｎ ｓ ｏ ｍ ａ ｂ ｕ ｏ ａ ｓ Ｓ ｍａ Ｔ ￣ Ｋｅ ｏ ｄ ：ｂｅｔｒｃｉｇ ｐ ｉ ａｋｎ ； ｕ ｌ ｒｒｃｉｇ ｓｈ ｕｔ ａｋｎ ｙｗ ｒ ｓｏｊｃｔ ｋｎ ； ｏ ｔｒ ｉｇ ｎ ｃ ａ ａｋｎ ；ｉ ｏ ｅ ｅ ｒｃ ｉ ａ ｎ ｔｃ ｅ ｔ ｌ ｔｔ ｇ