一种复杂地面背景的目标实时跟踪算法

摘要

目标实时跟踪算法是图像处理技术中的一个非常重要的应用,实时跟踪算法将提供的原始目标作为基准图像进行序列跟踪,在跟踪过程中根据一定的判据对基准图像的更换、目标丢失的判断等状态进行控制。对地面复杂背景的目标跟踪与简单背景的目标跟踪相比难于提取目标的形状等特征,因此在研究方向上有一定的差异。实时跟踪算法有很多种,大多是基于图像匹配算法的跟踪方法,其理论基础是相似度量。
　　本文通过对各种实时跟踪算法进行研究后,针对相关跟踪算法进行了探讨,提出了基于模板自相关的实时跟踪算法,实验证明算法是有效和可行的。 首先介绍了多模板跟踪算法,以该算法为依据根据目标和背景的位置分布提出了五模板的相关跟踪,并提出了多模板跟踪算法中的相关结果置信度的计算方法,同时对最终的相关位置计算进行了改进,采用失配矩阵及加权分布矩阵计算模板相关的置信度和目标位置,并估算了绝对差相关算法的稳定跟踪概率,比较了单模板相关跟踪和多模板相关跟踪的效果,采用多模板相关跟踪算法好于单模板跟踪算法。 分析了图像的相关性,提出了一种基于图像相关的模板提取算法,并给出了多模板相关算法中的判断准则:模板更换准则、目标丢失判断。 最后介绍了实时跟踪系统的组成,系统的工作流程,给出了仿真试验结果和工程试验结果。

目录

摘要

ABSTRACT

第1章 绪论

1.1 图像处理技术的意义

1.1.1 图像处理技术概述

1.1.2 数字图像处理的意义

1.2 开展本课题的意义

1.2.1 当前发展趋势的需要

1.2.2 国内外发展情况

1.3 本文的研究内容

第2章 图像实时跟踪算法研究

2.1 图像匹配技术及实时跟踪算法

2.1.1 图像匹配技术概述

2.1.2 图像匹配在实时跟踪中的应用

2.2 相似度度量

2.2.1 距离度量

2.2.2 相关度量

2.2.3 结构度量

2.3 相关跟踪算法分析

第3章 基于图像相关的多模板相关跟踪

3.1 模板匹配在实时跟踪的应用

3.2 多模板跟踪算法

3.2.1 单模板跟踪算法的缺点

3.2.2 多模板相关跟踪算法

3.2.3 稳定跟踪概率估算

3.2.4 试验结果

3.3 基于图像相关的模板提取算法

3.3.1 图像的相关性

3.3.2 模板提取算法

3.3 多模板相关算法中的几个判断准则

3.3.2 模板更换准则

3.3.2 目标丢失的判断

第4章 相关算法设计与实现

4.1 工作方式

4.1.1 实时跟踪过程

4.1.2 系统框图

4.2 参数确定

4.2.1 模板大小的选择

4.2.2 相关处理窗口

4.3 软件流程

第5章 试验验证

5.1 仿真试验

5.2 工程试验

第6章 小结

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢