复杂场景下的多尺度特征分析与目标追踪

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1、硕士学位论文复杂场景下的多尺度特征分析与目标追踪Multi—ScaleFeatureAnalysisand0bjectTrackingunderComplexScene学21009279指导教师：胡丛!鹏完成日期：2Q13』Q垒』3Q大连理工大学DalianUniversityofTechnology大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过

2、的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：垒堡望盈王垡垒垒垄盟i垩佥堑复旦盥丝盟作者签名：缝!虱丝日期：兰!!!年—L月—6—日大连理工大学硕士学位论文摘要现代医学、航空航天、自然监控和军事等应用领域迫切需要高效的计算机方法在自然环境中实现目标搜索与跟踪。由于自然场景的复杂性，这些任务通常具有高复杂度并且对响应速度要求苛刻。相对于实验室中人工场景的简单性、规则性，现实中的自然场景要显得复杂得多。在自然场景条件下，场景的背景很少是静态恒定的，背

3、景往往是变化不定的，而且变化的规律难以确定和描述，这显然增加了场景的复杂性。在某些复杂的情形下，同一自然场景中可能同时存在若干种结构、纹理、灰度分布、边缘等特征均十分相似的目标，目标的识别变得十分困难。另外，自然场景中光照可能会随着时间流逝或者天气变化而不断改变，目标本身也可能会发生平移、旋转等随机性结构调整，这都使得目标的搜索与追踪变得困难重重。因而，研究在复杂的场景条件下稳定而又鲁棒的目标搜索与跟踪框架无论在理论还是实践方面都具有非常重要的意义。一方面，针对尺度变化引起的场景复杂性，本文研究在复杂场景条件下的多尺度特征分析以及基于多

4、尺度特征的目标追踪。在不同的尺度条件下，同一类特征往往呈现出不同的表现形式。当目标相对于摄像机运动时，尺度很可能随时间而改变。因此，基于自主尺度选择的特征分析就显得特别重要。与此同时，当目标相对于摄像机运动时，目标大小往往随时间而改变，基于自主尺度选择的目标追踪更能有效的抵抗追踪过程的环境及其噪声干扰。本文分析综合了若干特征分析与目标追踪的算法，并且对若干已有算法作出了理论改进及其实验对比，取得了良好的效果。另一方面，本文利用贝叶斯理论提出背景与目标的并行分析框架，降低了自然场景条件下目标追踪的复杂性。另外，本文回顾总结了特征融合理论，

5、作为多尺度特征分析与综合的有效补充，增加了完备性。关键词：多尺度；尺度空间；贝叶斯框架；ROC；AUCMulti．ScaleFeatureAnalysisandObjectTrackingunderComplexSceneAbstractThereisanurgentneedforefficientcomputersearchingandtrackingapproachesinthenaturalenvironmentintthefieldofmodernmedicine，aerospace，naturalsurveillanceand

6、militaryapplications．Thesetaskstypicallyhaveahighcomplexityandaredemandingontheresponsespeedduetothecomplexityofthenaturalcomplexity．Withrespecttosimplicityandregularityoftheartificialscenesintthelaboratory，naturalscenesinrealityappearmuchmorecomplicated．Undernaturalscen

7、es，thebackgroundisrarelyconstantstaticandgenerallydramaticallychangeableanditiSdimculttofindvariationrules，whichobviouslyincreasesthecomplexityofthescene．Insomecomplexscenes，severaltargetswithsimilarstructure，texture，graydistribution，edgeandSOonmayexistinthesamescenesimu

8、ltaneously，whichmakestargetsidentificationverydi伍cult．Inaddition，theilluminationinthenaturalscenemaycha