紧耦合粒子滤波与均值漂移的红外目标跟踪

摘要

为了提高复杂背景下红外目标跟踪的准确性和鲁棒性,提出了紧耦合粒子滤波(PF)与均值漂移(mean shift)的红外目标跟踪方法。在PF框架下,利用一组5参数集(中心横坐标、中心纵坐标、宽度、高度以及倾斜角)作为状态变量表征随机的粒子样本;然后使用自适应均值漂移作为一种迭代模式寻找过程,对随机粒子样本进行重新分配,使粒子向目标状态的最大后验核密度估计方向移动,同时利用迭代过程中的Bhattacharyya系数对粒子的权值进行更新;最后利用重新分配后的加权粒子集合实现对红外目标的跟踪。实现结果表明,与一般的PF相比,本文方法能有效减少所需粒子数(N=15),进而降低跟踪耗时;与现有的PF与均值漂移相结合的方法相比,本文方法在耗费时间仅增加14%的代价上,使跟踪误差大大降低(约为原误差的1/3至1/4),准确性和鲁棒性得到显著提高;本文方法能够实现在复杂背景下稳健准确地跟踪红外目标。