主动形状模型在彩色视频序列中的目标定位方法研究

摘要

在图像处理和计算机视觉的研究过程中，彩色视频序列中目标物体的定位是当前计算机视觉领域中一项最活跃的研究课题之一，在诸多领域中得到广泛应用。 主动形状模型(ASM)在灰度图像的目标定位中取得了较好的效果，由于利用了先验知识，因此在目标定位中比其他定位方法具有更好的鲁棒性，但是定位性能过分依赖于模型的初始位置。本文以彩色视频序列中运动物体的定位为例，提出了一种将主动形状模型应用于彩色视频序列中的目标定位方法。首先从人眼视觉特征出发，将彩色视频序列从RGB颜色模型转换到HSV颜色模型，选择色调属性作为基本的识别参数，用色调信息取代主动形状模型中原本使用的灰度信息。而后运用主分量分析方法(PCA)建立目标轮廓的先验模型，通过不断调整模型参数最终达到模型与实际目标的匹配。由于在彩色视频序列中，相继两帧之间运动物体的差异很小，因此将主动形状模型对前一帧图像目标定位的结果作为后一帧图像目标定位的初始位置，解决了主动形状模型难以确定初始位置的问题。最后，本文以彩色视频序列中运动的海鱼为实验研究对象，通过对实验结果分析比较发现，在该方法中使用色调信息能有效地实现彩色视频序列中的目标定位，利用视频中相邻帧之间的相关信息确定模型初始位置的简单方法，在解决确定模型初始位置的难题的同时，不但提高了定位效率，而且对彩色视频序列中有部分遮挡的目标定位同样具有鲁棒性。