复杂动态场景下在线视觉目标跟踪算法研究

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1、博±学位论文Ｄ０ＣＴＯ民ＡＬＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ一■—＾—＿■论文题目复杂动悉场景下在线视觉目标跟踪算法研究作者齐苑辰学院信息科学与Ｘ程学院———－—专业模式识别与智能系统指导教师吴成东教授，备注－二〇—四年十二月０Ｗｍ纖分类号密级ＵＤＣ学位论文复杂动态场景下在线视觉目标跟踪算法硏究．作者姓名：齐苑辰指导教师：吴成东教授东北大学模式识别与人工智能研究所申璋学位级别：博女学科类别：工学学科专业名称；模式识别与智能系统论文提交日期２〇１４年１１月：＞口１枝；论文答辩日期叶坪

2、气学位授予曰期Ｉ：又０答＾员会主庶１５玻乐斗巧！ｊ｜．评阅人ｉ：黎文．南，巧色字东北大学２０１４年１１月？ＡＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎｉｎＰａｔｔｅｒｎＲｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎａｎｄＩｎｆｉｅｌｌｉｇｅｎｔＳｙｓｔｉｅｍＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＯｎｌｉｎｅＶｉｓｕａｌＯｂｅｃｔＴｒａｃｋｉｎｊｇＡｌｏｒｉｔｈｍｕｎｄｅｒＣｏｍｐｌｅｘＤｎａｍｉｃＳｃｅｎｅｓｇｙＩＢＹｕａｎｃｈｅｎｙ巧Ｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：ＰｒｏｆｅｓｓｏｒＷｕＣｈｅｎｇｄｏｎｇＮｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＮｏｖ

3、２０１４独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研巧成果除加Ｗ标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果一，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我同王作的同志对本研巧所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：良）ｋＭ？曰期；＞Ｃ叶Ｐ巧名０９年学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可Ｗ将学位论文的全部或

4、部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后；半年□一年□一年半□两年ｃ／学位论文作者签名：导师签名；签字日期：＞０１年反巧如日签字日期；／３口年八口Ｉ东北大学博壬学位论文摘要复杂动态场景下在线视觉目标跟踪算法研究摘要一、目标跟踪是计算机视觉领域的重要内容和研究热点之，在视频监控智能交通、机器人导航、智能车辆驾驶辅助和人机交互等领域有着广泛的应用。尽管在过去几十年里在线目标跟踪技术的研巧己经取得了很大的进展，但是在复杂动一态场景下，由于被跟踪目标会发生更多不受控的表观和运动变化，因此设计

5、个一个富有挑战性的课题鲁椿、稳定和精确的在线踞踪算法仍然是。本文围绕着复杂动态场景下的视频目标跟踪问题开展研究工作，主要研巧内容和成果包括Ｗ下几个方面：首先，针对复杂动态场景下使用固定的特征或特征组合无法对待跟踪目标的表观变化进行准确描述的问题一，提出种基于特征自适应选择的鲁棒跟踪算法，该算法可根据目标和背景的变化情况自适应地选择可区分性好的特征来描述目标。此外，分别针对在线ＡｄａＢｏｏｓｔ算法的候选特征池特征鲁棒性差Ｗ及分类器在更新过程中容易受到错误样本影响的问题进行了研究，提出了基于颜色与金字塔梯度方向直方图特征相结合的特征池构造方式，并对每顿图像

6、获得的跟踪结果进行遮挡检测Ｗ避免漂移现象的发生验结果表明，当目标受到光照变化、尺度缩放、部分遮挡、杂乱背景干扰＾＾＾及姿态变化等情况影响时，与其它算法相比本文算法具有更好的鲁棒性和准确性。一其次，针对传统的均值漂移跟踪算法中目标表观模型单且缺乏必要的更新一策略的问题，提出了种基于多表观模型的多尺度均值漂移跟踪算法。该算法利用稀疏主成分分析技术从特征模板集中获取关于目标的多个表观模型，并分别Ｗ毎个模型为参考模板在多尺度下并行运行均值漂移算法。此外，针对梯度直方图特征在均值漂移跟踪框架下容易陷入局部极值的问题进行了研究，并引入广义梯度矢量流特征来描述目标的

7、形状信息。通社与其它跟踪算法的对比实验表明，本文算法在应对姿态变化、杂乱背景干扰Ｗ及快速运动等有挑战性的情况时都具有很好的稳定性和鲁棒性。ＩＩＩ东北大学博去学位论文巧要再次，针对复杂动态场景下目标跟踪过程中可能出现的形变、运动和遮挡等问题，分别构建了基于趙像素局部信息的判别式模型和基于颜色与梯度全局信息的产生式模型，通过两者的结合提升了对目标表观特征描述的可区分性和不变一性。此外二，，提出种基于样本