基于视觉的运动目标跟踪技术与应用研究

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1、哈尔滨工程大学硕士学位论文摘要运动目标的跟踪技术是计算机视觉领域非常活跃的一个课题，是实现智能机器人和智能化武器等的关键技术之一。在军事、交通、生物医学等多种领域都有广泛应用。本文通过大量的实验主要研究了三种跟踪方法，(1)基于运动的目标跟踪方法，(2)基于相关的目标跟踪方法，(3)基于颜色信息的目标跟踪算法。基于运动的跟踪方法里主要利用序列图像中的目标运动信息。对于这这方法，研究了差分法和光流法。差分法操作简单，实时性强但只适用于静态背景。光流法可以在变化背景下进行目标跟踪，但是光流计算复杂，迭代缓慢，不能满足实时跟踪的需要，文中提出了一种不需迭代的光流计算方

2、法。基于相关的跟踪方法，也口q相关匹配法和模板匹配法。对于这种方法，先研究了普通模板匹配方法，由于其匹配过程非常耗时，无法用于实时跟踪，故紧接着又研究了ssDA快速匹配算法。并且在经典算法的基础上本文提出了几点改进措施。为了进一步提高速度，研究了基于降分辨率模板特征点的选择方法。然而由于模板固定，对运动目标变化的自适应差，故为了使跟踪更快更准结合McD距离(MaximumGloseDistance)和Kalman滤波的方法对模板进行预测和更新。基于颜色信息的目标跟踪方法即利用了色彩信息。色彩信息是人类视觉在进行感知活动时的一种重要信息来源。对于这种方法，先研究了

3、九种不同的色彩空间，然后结合人脸检测，提出了运用色彩信息跟踪人脸的算法。最后，本文研究了目标跟踪技术的具体应用。用于移动机器人视觉导航系统和用于作战指挥系统。关键词：跟踪；差分；匹配；颜色哈尔滨工程大学硕士学位论文ABSTRACTAutomatictrackingofmovingtargetis柚actiVepmbleminconlputerVisionanditis也ekeytechnologyofintelligentau锄naticweap∞andintelligentrobots．IthasWide印plicationinmanyfleldssuchas

4、autonomousVehicleguidance，biolOgyandsoon．Inthispaper，threetrackingmethodsareresearchedwiththehelpofmanyexperiments：(1)moving_basedmethod；(2)correlation-basedmethod；(3)color-basedmethod，Moving七asedmethodisbasedon也emotorialinfonna：tionoftheobjectsinimagesequence．Di脑renceandopticalflowi

5、sresearched．Di疗erenceissimple，convenienttooperateandgoodrealtime，butcanonlybeusedin也ecasethatthebackgroundisst曲leandhasnogreatchanges．Opticalflowmethodcallusedintllevariationalbackground．ButitsarithmeticiscornplicatedaIldtheiterativeprocessisslowAnewarimmeticwhichhasnoiteratiVeproces

6、sispresentedinthep印eLCorrelation-basedmetllod，alsocalledtempIate—matchingmethod，isexplored．First，ordinarymatching谢thoutaIlyimpr0Vedme廿lodsisresearched．Itisfoundthat也ismethodcannotbeappliedtotrackingmOVingtargetatallduetohugetimeconsumption．Therefore，SSDAmatcllingisresearched，andsomei

7、mprovedmeasuresarebmughtfonvard．BecausethetemplatesofthematchingmethodischaIlgeless，ithaspoorselfadaptabilitytothechangesofmovingta唱et．Accordingly，animprovedmetllodintegratedwithKalmanFilterandMaximumCloseDistanceisin仃oducedtopredictionaIldupda旺etlletemplate．Colo卜basedmethodusesthec0

8、10rW}lichist