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1、第22卷第5期计算机辅助设计与图形学学报Vol.22No.52010年5月JournalofComputer2AidedDesign&ComputerGraphicsMay2010复杂环境下的鲁棒目标跟踪方法高越,赵丹培,姜志国(北京航空航天大学宇航学院北京100191)(gaoyue1987@gmail.com)摘要:提出一种复杂条件下基于子空间梯度方向直方图跟踪的方法,通过大量样本的离线训练构建目标的投影子空间,并用梯度方向直方图在子空间的投影作为新的目标描述特征.为了满足实时性的要求,采用积分直方图方法提高粒子特征的计算速度;然后结合粒子滤波方法在子空间中计算粒子与训练
2、样本集之间的相似度,进而估计目标的运动参数.实验结果表明,该方法能够在光照变化、噪声干扰、模糊、目标姿态和尺度改变,以及部分遮挡等恶劣条件下实现准确跟踪,比传统的跟踪方法具有更高的跟踪精度和跟踪鲁棒性,能够满足地面侦察任务在多种复杂条件下对感兴趣目标进行准确跟踪的需求.关键词:复杂条件;目标跟踪;子空间;粒子滤波;梯度方向直方图中图法分类号:TP391.4RobustTrackingunderComplexEnvironmentsGaoYue,ZhaoDanpei,andJiangZhiguo(SchoolofAstronautics,BeihangUniversity,Be
3、ijing100191)Abstract:Asubspacetrackingmethodisproposedtotracktargetsundercomplexenvironments.First,targetisrepresentedbysubspacehistogramoforientedgradientdescriptor,whichiscomputedbyprojectinghistogramsoforientedgradientdescriptortoasubspace,thatisbuiltfromalargesetoftrainingsamplesbeforet
4、racking.Thenanintegralhistogrammethodisincorporatedtoreducethecomputationalcomplexity.Bythese,thetrackingproblemisformulatedasastateinferenceproblemundertheparticlefilterframeworkoftargetmotionparameterestimation.Numerousexperimentsdemonstratetheeffectivenessofourproposedmethodinindoorandou
5、tdoorenvironmentswherethetargetsaresubjecttoblurring,pose,scale,andilluminationchangesaswellasvariousothernoises.Comparedwiththetraditionaltemplatebasedtrackers,ourproposedtrackingmethodmanifestsgoodperformanceinthegroundreconnaissanceapplication.Keywords:complexenvironment;objecttracking;s
6、ubspace;particlefilter;histogramoforientedgradient视觉跟踪技术是当前计算机视觉领域中备受关境、噪声干扰、遮挡、光照变化等因素的干扰严重,以注的前沿问题,在军事侦察、天基预警、精确制导、交及雨雪等气候条件的影响和不同成像平台的约束通管制以及安防监控等领域都有广泛的应用需求.等,这些因素极易造成目标跟踪过程中的目标丢失近几年,视觉跟踪技术的理论研究取得了很大进展,和误跟踪现象,严重影响目标的跟踪精度和稳定性.但是针对实际应用环境还存在很多亟待解决的问目前比较经典和流行的跟踪方法在研究具体问题时题,例如在跟踪过程中目标本身存在平移、
7、尺度、旋都对跟踪条件进行了相应简化,仅针对某种条件或某转、姿态等各种复杂运动情况,同时受复杂背景环个应用环境进行研究.因此,为了满足目标跟踪技术收稿日期:2009-05-13;修回日期:2009-08-28.基金项目:国家自然科学基金(60802043).高越(1987—),男,硕士,主要研究方向为数字图像处理、目标检测与跟踪;赵丹培(1977—),女,博士后研究人员,讲师,主要研究方向为复杂背景下运动目标的检测、跟踪与识别技术;姜志国(1965—),男,博士,教授,博士生导师,主要研究方向为运动图像目
