立即注册
查看: 505|回复: 0

[技术资料] 基于多模态背景模型和霍夫森林的红外目标跟踪

已绑定手机
发表于 2022-5-3 11:00:01 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自 广东省深圳市
摘要:针对红外目标跟踪过程中目标和背景耦合性强和目标形变带来的表观特征变化的问题,提出了基于多模态背景模型和霍夫森 林的红外目标跟踪算法,将目标和背景的特征信息整体融入跟踪框架,并引入霍夫森林对目标部件表征信息进行训练更新;通过特征描 述和模式列表建立多模态背景模型,在观测序列中记录匹配的背景模式列表,根据匹配结果进行权重和模态参数更新;以背景建模获得 的区域信息为采样基础,将前景区域和背景区域分别作为正负样本集代入决策树进行训练;根据叶节点存储的图像块信息对目标位置进 行投票决策,从图像特征空间映射到霍夫参数空间,生成目标区域概率分布图,获取高置信度区作为目标跟踪区。在红外公开测试集上 实验结果表明,在背景杂波和目标形变对跟踪造成干扰的情况下,所提算法仍能保持跟踪的稳定性。

目标跟踪是计算机视觉研究领域的一个重要分支,广泛应 用于视频监控、行为和事件分析和精确制导等方面,跟踪过程 中光照变化、外观形变和背景遮挡等因素对其造成了极大的影 响。近年来,基于判别式模型的算法在目标跟踪领域获得了广 泛的应用,通过训练分类器将跟踪问题转化为目标和背景的 分类过程,以初始跟踪矩形框内的目标样本作为正样本,矩形 框外的区域作为负样本,通过特征提取和分类求解预测目标在 下一帧的位置。由于目标形状的多变性,以矩形框作为跟踪区 域不可避免的会引入大量的背景信息,使模型更新的过程中误差逐步积累,造成跟踪框的漂移。相较于可见光目标跟踪而言,红外目标分辨率和信噪比较低,更易受背景杂波影响,因而迫切需要一种对目标模型更为精确的表征。部件级的目标表观模型在应对形变和部分遮挡带来的目标外观变化时仍能保持一定的鲁 棒性,Felzenszwalb等提出的可形变部件模型(Deformable Part Model,DPM)在物体检测领域取得了巨大的成功,但 DPM模型需要待检测物体类别的数据集进行离线训练,较难应用于在线通用目标的跟踪。Kwon and Lee-4等提出的基于目标部件拓扑结构的跟踪模型在目标发生大量形变时取得了较好的效果,但引入的蒙特卡洛采样使算法的实时性较差。Gall J等对图像进行分解,构建霍夫森林将图像块映射成对目标重心位置的投票实现目标检测。Godec M等将霍夫森林进一步扩展至目标跟踪领域,将 grab一cut 粗分割和目标区域采样进行结合,避免背景区域引入的杂波信息对目标样本造成的干扰。由Gall J和 Godec M等提出的跟踪算法在目标和背景区分度比较明显的场景中取得了较好的跟踪效果,由于红外场景中目标边缘模糊,纹理信息缺乏,与背景区域形成 了一定的耦合性,直接将上述算法应用于红外目标跟踪时,难 以对目标进行精确定位。 本文在上述算法的基础上,引入背景建模的思想,将目标和背景的特征信息整体融入跟踪框架,对霍夫森林跟踪算法进行改进。基于局部二值模式描述符来表示背景纹理,同时引入光度不变性灰度特征,应对整体光照的变化,使得背景模型对局部或整体亮度的扰动均有一定的鲁棒性。背景建模提供区域信息作为精确采样的基础,前景区域和背景区域分别作为正负样本集代入霍夫森林进行样本训练,获取高置信度的样本区作为目标跟踪区域,保证了模型更新的准确度和跟踪的稳定性。

1 特征描述
1.1 LBP局部纹理特征
LBP(local binary patterns,局部二值模式)是度量图像局部纹理特征的算子,在计算机视觉的诸多领域得到了广泛的应用,它的计算如下式所示,其中(xc,yc)为中心像素的坐标,ip为第 p个邻域像素的灰度值,ic为中心像素的灰度值,s(x)为符号函数。
式1.jpg
以图1为例,在中心像素65的3*3 邻域内,相邻的8个像素分别与其进行比较,若大于中心像素则相应位置值为1,反之则为0,最后形成的8位二进制序列即为中心像素的LBP值。
1.jpg

1.2 光度不变性灰度特征
Kyungnam Kim等通过改变光照条件,观测由于亮度改变而发生的像素值变化,主要表现为观测像素值与颜色模型中原点间连线方向的改变,故提出将像素值在颜色空间中的夹角作为前景和背景的判断依据,
式2.jpg

更多详细内容请下载附件查看
2022-4-26 15:50 上传
文件大小:
1.4 MB
下载次数:
1
本地下载

16RD supports Paypal , Payment is calculated at the exchange rate of the day. Unable to download please contact 18902843661 (WhatsApp OR wechat number)

关于一牛网在微软浏览器(Microsoft Edge、IE浏览器)警报通告&解决方案!(无法下载直接更换浏览器即可)

*附件为作者发布,与本站无关,如有侵权,请联系客服删除

您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册

本版积分规则

合作/建议

TEL: 19168984579

工作时间:
周一到周五 9:00-11:30 13:30-19:30
  • 扫一扫关注公众号
  • 扫一扫打开小程序
Copyright © 2013-2024 一牛网 版权所有 All Rights Reserved. 帮助中心|隐私声明|联系我们|手机版|粤ICP备13053961号|营业执照|EDI证
在本版发帖搜索
扫一扫添加微信客服
QQ客服返回顶部
快速回复 返回顶部 返回列表