近两年跟踪速度较快的算法

基于神经网络的快速目标追踪算法研究近年来，随着计算机视觉技术的不断发展和人工智能的兴起，目标追踪成为了计算机视觉领域的热门研究方向之一。

快速、准确地追踪运动目标对于智能监控、自动驾驶等领域具有重要的应用价值。

而基于神经网络的目标追踪算法正是近年来快速追踪的主要方法之一。

一、神经网络的基本原理神经网络源于对生物神经系统的模拟研究，它模拟了人脑对信息的处理和分析过程。

在计算机视觉中，神经网络常被用于目标检测、分类、分割、跟踪等任务。

神经网络由许多单元（或称为神经元）组成，每一个神经元接受多个输入信号，通过激活函数的处理后，产生输出信号。

多个神经元之间的连接强度可以进行学习调整，以适应不同的输入特征。

二、基于神经网络的目标追踪算法基于神经网络的目标追踪算法主要分为两类：一是单阶段目标追踪算法，二是两阶段目标追踪算法。

其中，单阶段算法通过可以处理算法速度较快，但一般较难提高追踪的准确度。

而两阶段算法则可以提高追踪准确度，但需要对目标特征进行手工提取，无法应对目标变化、光照变化等干扰。

1. 单阶段目标追踪算法单阶段目标追踪算法是最近几年发展起来的一种新型算法，它通过卷积神经网络（Convolutional Neural Network, CNN）学习目标的视觉特征，以此实现目标快速追踪。

其中，较为具有代表性的算法有 SiamFC、SiamRPN 等。

SiamFC 算法通过在离线学习阶段学习检测器模型和特征提取器模型，然后在运行时使用两个模型进行目标追踪。

检测器模型负责对模板和搜索区域的特征进行匹配，以计算目标的位置；特征提取器模型则负责计算目标的特征表示。

通过使用两个模型进行目标追踪，可以一定程度上降低模型计算量，提高算法的效率。

SiamRPN 算法在 SiamFC 的基础上引入了 Region Proposal Network（RPN），通过 RPN 生成候选区域，然后使用特征提取器模型进行特征提取和匹配。

历年的目标跟踪算法前言目标跟踪是计算机视觉领域中的一个重要研究方向，其目标是在视频序列中自动追踪一个或多个感兴趣的目标。

随着人工智能技术的发展，目标跟踪算法在实际应用中发挥着越来越重要的作用。

本文将对历年的目标跟踪算法进行全面、详细、完整且深入地探讨。

二级标题1三级标题11. 算法A算法A是目标跟踪领域的经典算法之一。

它采用了特征点匹配的方式进行目标跟踪，具有较好的鲁棒性和准确性。

算法A首先在视频序列的第一帧中手动选择目标的位置信息，然后提取该位置周围的特征点，并计算特征点描述子。

之后，在后续帧中，通过特征点匹配的方式找到与第一帧中目标位置最相似的区域，并更新目标的位置信息。

算法A在目标尺度变化较小的情况下表现良好，但对于目标尺度变化较大的情况效果较差。

2. 算法B算法B是基于深度学习的目标跟踪算法。

它通过在大规模数据集上进行训练，学习到了目标的特征表示。

算法B通过卷积神经网络提取目标的特征向量，并使用循环神经网络对目标特征进行时序建模。

通过不断迭代更新模型参数，算法B可以在复杂背景下准确地跟踪目标。

算法B具有较好的鲁棒性和准确性，在目标尺度变化较大的情况下表现优异。

1. 算法C算法C是基于粒子滤波的目标跟踪算法。

它通过在目标周围生成一定数量的粒子，并对每个粒子进行权重更新和重采样，以得到目标的位置信息。

算法C利用粒子滤波的思想，能够在目标尺度变化较大、遮挡等情况下仍然保持较好的跟踪效果。

然而，算法C在复杂背景下对目标的识别和跟踪容易受到干扰，导致跟踪结果不准确。

2. 算法D算法D是一种基于模板匹配的目标跟踪算法。

它通过在第一帧中手动选择目标的位置信息，并将该位置作为模板。

在后续帧中，算法D通过计算模板与当前帧中各个位置的相似度来确定目标的位置。

算法D简单易用，计算效率高，但对于目标尺度变化、光照变化等情况的适应性较差，容易出现漂移现象。

二级标题2三级标题31. 算法E算法E是一种基于多特征融合的目标跟踪算法。

视频目标跟踪的算法总结：1.Meanshift（均值漂移算法）：1975年有Fukunaga提出均值漂移算法是一种基于密度梯度上升的非参数方法，通过迭代运算找到目标位置，实现目标跟踪。

它显著的优点是算法计算量小运算速度快，简单易实现,很适合于实时跟踪场合；缺点是跟踪小目标和快速移动目标时常常失败，而且在全部遮挡情况下不能自我恢复跟踪。

算法步骤：先算出当前点的偏移均值,移动该点到其偏移均值,然后以此为新的起始点,继续移动,直到满足一定的条件结束.下面是MeanShift算法流程图：Mean Shift 算法流程图2.CamShift跟踪算法：它是MeanShift算法的改进，连续自适应的MeanShift算法，CamShift算法的全称是"Continuously Adaptive Mean-SHIFT"，它的基本思想是视频图像的所有帧作MeanShift运算，并将上一帧的结果（即Search Window的中心和大小）作为下一帧MeanShift算法的Search Window的初始值，如此迭代下去。

Camshift 关键就在于当目标的大小发生改变的时候，此算法可以自适应调整目标区域继续跟踪。

对于OPENCV中的CAMSHIFT例子，是通过计算目标HSV空间下的HUE分量直方图，通过直方图反向投影得到目标像素的概率分布，然后通过调用CV库中的CAMSHIFT算法，自动跟踪并调整目标窗口的中心位置与大小。

3.粒子滤波跟踪算法：优点：粒子滤波具有很强鲁棒性即抗遮挡能力强，可并行缺点：粒子滤波需要大量的样本的后验概率，计算量大和退化现象等缺陷是粒子滤波的瓶颈。

粒子滤波在视频跟踪上被称为凝聚算法(CONDENsATION)。

4.Kalman Filter（卡尔曼滤波算法）：Dr Kalman提出Kalman Filter 算法实时性强，但抗遮挡能力弱。

现在跟踪算法的发展趋势：一种算法的单独改进，对于Meanshift算法基本上是改进其核函数和巴氏距离，其效果不是很有效。

计算机视觉中的目标跟踪算法引言计算机视觉中的目标跟踪算法是指通过对视频流中的目标进行检测和跟踪，实现对目标物体的追踪和识别。

随着计算机领域的不断发展，目标跟踪算法已经发展成为一个复杂的研究领域，为各种应用提供了基础技术支持。

一、传统目标跟踪算法1、模板匹配法模板匹配法是最早被使用的目标跟踪算法之一，它基于模板和图像块之间的相似性度量来进行匹配。

模板是固定大小的矩阵，其特征信息是由人为选取的。

但是，这种方法在实际应用中存在许多问题，如图像旋转、光照变化、尺度变化等问题，其准确度无法满足实际需求。

2、相关滤波法相关滤波法是一种基于统计的目标跟踪算法，其主要思想是通过学习模板的特征来进行目标匹配。

相关滤波算法具有较高的速度和准确度，但其需要对算法假设进行严格的控制，不同的假设下其跟踪精度会有所不同。

3、卡尔曼滤波法卡尔曼滤波法是一种利用噪声数据进行状态估计的方法，主要应用于控制系统中。

卡尔曼滤波法的优点在于可以通过时间序列数据进行状态的估计和预测，实现对目标的追踪和跟踪。

不过该方法对目标模型的建立和状态的预估具有一定的要求，所以其应用范围存在一定限制。

二、基于深度学习的目标跟踪算法1、基于卷积神经网络的目标跟踪卷积神经网络是目前深度学习中被广泛应用的模型之一。

它不仅可以用来对图像进行分类和识别，同时也可以用来实现目标的跟踪。

基于卷积神经网络的目标跟踪方法主要是利用网络的高级特征来实现物体目标的识别和跟踪。

相比于传统算法，基于卷积神经网络的方法在目标跟踪准确率和效率上均取得了显著的提升。

2、基于循环神经网络的目标跟踪基于循环神经网络的目标跟踪方法可以通过对时间序列数据进行建模，实现对目标状态的估计和预测。

相比于卷积神经网络来说，循环神经网络更加适合对时序数据进行建模。

而在实际应用中，基于循环神经网络的方法不仅可以提高目标跟踪的准确率，同时还可以对目标运动的行为模式进行建模和判断，这为目标的识别和强化学习提供了基础。

比较经典的趋势追踪方法趋势追踪是交易中常用的方法之一，也是比较经典的方法之一。

下面介绍几种常用的趋势追踪方法：1.简单移动平均线(Simple Moving Average, SMA)简单移动平均线是指将一段时间内的收盘价相加，然后除以这段时间的总天数。

这种方法能够帮助消除短期波动，更好地反映出趋势走向。

建议使用长周期的SMA。

2.指数移动平均线(Exponential Moving Average, EMA)指数移动平均线较SMA更加敏感，能够更快地反应市场变化。

它也是求一定时间内收盘价的平均值，但是采用了指数加权的方式，越新的收盘价权重越大，越老的收盘价权重越小。

建议使用短周期的EMA。

3.相对强弱指标(Relative Strength Index, RSI)RSI是衡量一段时间内股票涨跌幅度的指标，其取值范围在0～100之间。

当RSI超过70时，表示股票处于超买状态，有可能出现下跌；当RSI低于30时，表示股票处于超卖状态，有可能出现反弹。

建议使用短周期的RSI。

4.移动平均收敛/发散指标(Moving Average Convergence Divergence, MACD)MACD是由两条指数移动平均线的差异计算出来的，用于判断股票的趋势及其变化。

当MACD线位于0线上方时，表示股票处于上涨趋势；当MACD线位于0线下方时，表示股票处于下跌趋势。

建议使用长周期的MACD。

总的来说，趋势追踪方法不是完美的，但是它们可以帮助我们更好地理解市场的走势，更好地做出交易决策。

在使用这些方法时，我们需要结合市场情况进行选择，不要迷信某一种方法，而是要根据实际情况进行灵活运用。

高速运动目标的跟踪算法研究导语：随着科技的不断发展，各行各业都在不断地寻求创新和进步。

在安全监控领域，高速运动目标跟踪技术已经成为了不可或缺的一部分，因此如何研究和应用高速运动目标的跟踪算法成为了一个热门话题。

本文将从算法研究的角度探讨这个话题。

一、算法概述高速运动物体跟踪算法是指通过一系列计算机视觉和图像处理算法来对运动速度较快、变化较大的物体进行追踪和预测的技术。

主要应用于交通、安防等领域，可以对路面行驶的汽车、飞驰的摩托车、奔跑的人等高速运动目标进行实时跟踪，从而帮助安全监控人员进行快速有效的应对。

二、研究现状目前，国内外有很多关于高速运动物体跟踪算法的研究。

其中常见的算法包括以下几种：1. 匹配滤波算法：该算法利用模板匹配的方法对物体进行跟踪。

该方法虽然精确度高，但受到受干扰光照等因素的影响较大。

2. 卡尔曼滤波算法：该算法利用运动学模型来预测物体的位置和速度，从而对物体进行跟踪。

该方法适用于小尺度、低速运动物体的跟踪，但对于高速运动目标的跟踪效果并不好。

3. 光流算法：该算法基于图像亮度的变化，通过计算每个像素在两个相邻图像间的位置关系来实现物体跟踪。

该方法精确度较高，但对高速移动的物体跟踪效果较差。

通过对以上算法的研究，我们发现目前尚没有一种完全适用于高速运动目标跟踪的算法。

因此，在这个领域的研究中，需要不断地探究和发现更加适用于高速运动目标的跟踪算法。

三、创新思路1. 基于深度学习的算法：目前深度学习技术在计算机视觉领域得到了广泛的应用，通过卷积神经网络和循环神经网络等技术，可以对高速运动目标进行更为准确的跟踪和识别。

2. 基于多模态融合的算法：多模态融合是指利用多种传感器来采集目标的位置、速度、方向等信息，并将这些信息综合起来，从而提高物体跟踪的精度。

3. 基于自适应滤波的算法：自适应滤波基于物体运动模型和噪声分布模型，可以将物体运动轨迹的不确定性进行有效地估计和处理，从而提高物体跟踪的精度。

yolo卡尔曼滤波跟踪算法
Yolo和卡尔曼滤波是两种不同的算法，分别用于目标检测和运动预测。

Yolo是一种目标检测算法，全称You Only Look Once，通过一次前向传
递即可直接预测并得到准确的位置信息，相较于传统目标检测算法
RPN+CNN的迭代预测，速度快，检测框较准确，其它的诸如R-CNN系列，Fast R-CNN系列，Faster R-CNN系列等都需要多次迭代预测框位置。

卡尔曼滤波是一种线性递归滤波器，用于最优估计状态变量。

它使用状态方程和测量方程来描述动态系统的状态变量和观测值，通过递归算法更新状态变量的估计值，以最小化估计误差的平方和。

在计算机视觉和机器人领域中，卡尔曼滤波常用于目标跟踪和姿态估计等问题。

而Yolo-卡尔曼滤波跟踪算法则是将Yolo的目标检测算法与卡尔曼滤波的
运动预测算法相结合，通过Yolo算法检测目标并获取其位置信息，然后利
用卡尔曼滤波算法对目标的运动轨迹进行预测，从而实现更加准确的目标跟踪。

这种结合算法通常能够处理目标遮挡、目标快速移动等复杂情况，并提高目标跟踪的准确性和稳定性。

但同时也需要针对具体应用场景和数据进行参数调整和优化，以获得最佳的性能表现。

⽤Camshift算法对指定⽬标进⾏跟踪原理Camshift算法是Continuously Adaptive Mean Shift algorithm的简称。

它是⼀个基于MeanSift的改进算法。

它⾸次由Gary R.Bradski等⼈提出和应⽤在⼈脸的跟踪上，并取得了不错的效果。

因为它是利⽤颜⾊的概率信息进⾏的跟踪。

使得它的执⾏效率⽐較⾼。

Camshift算法的过程由以下步骤组成：（1）确定初始⽬标及其区域；（2）计算出⽬标的⾊度（Hue)分量的直⽅图；（3）利⽤直⽅图计算输⼊图像的反向投影图（后⾯做进⼀步的解释）；（４）利⽤MeanShift算法在反向投影图中迭代收索，直到其收敛或达到最⼤迭代次数。

并保存零次矩。

（5）从第（4）步中获得收索窗体的中⼼位置和计算出新的窗体⼤⼩。

以此为參数，进⼊到下⼀幀的⽬标跟踪。

（即跳转到第（2）步）；代码#include "stdafx.h"#include "opencv2/video/tracking.hpp"#include "opencv2/imgproc/imgproc.hpp"#include "opencv2/highgui/highgui.hpp"#include <iostream>#include <ctype.h>using namespace cv;using namespace std;Mat image;bool backprojMode = false;bool selectObject = false;int trackObject = 0;bool showHist = true;Point origin;Rect selection(0,0,50,50);static void onMouse( int event, int x, int y, int, void* ){switch( event ){case CV_EVENT_LBUTTONDOWN:origin = Point(x,y);selection = Rect(x,y,0,0);selectObject = true;break;case CV_EVENT_LBUTTONUP:selectObject = false;if( selection.width > 0 && selection.height > 0 )trackObject = -1;break;}if( selectObject ){selection.x = MIN(x, origin.x);selection.y = MIN(y, origin.y);selection.width = std::abs(x - origin.x);selection.height = std::abs(y - origin.y);}}int main( int argc, const char** argv ){cv::VideoCapture capture(0);capture.set( CV_CAP_PROP_FRAME_WIDTH,640);capture.set( CV_CAP_PROP_FRAME_HEIGHT,480 );if(!capture.isOpened())return -1;double rate = capture.get(CV_CAP_PROP_FPS); //获取帧率int delay = 1000 / rate; //计算帧间延迟；Mat frame,image,hsv,mask,hue;namedWindow("test",CV_WINDOW_AUTOSIZE);setMouseCallback("test",onMouse,0);while (1){capture>>frame;if(trackObject == -1){ //设置完检測的对象后開始跟踪frame.copyTo(image);cv::cvtColor(image,hsv,CV_RGB2HSV);cv::inRange(hsv,Scalar(0,130,50),Scalar(180,256,256),mask); //去掉低饱和度的点vector<cv::Mat> v;cv::split(hsv,v); //hsv的三个通道分开hue = v[1];cv::Mat ROI = hue(selection); //选择感兴趣的区域cv::Mat maskROI = mask(selection);cv::MatND hist;int histsize[1];histsize[0]= 16;float hranges[2];hranges[0] = 0;hranges[1] = 180;const float *ranges[1];ranges[0] = hranges;cv::calcHist(&ROI,1,0,maskROI,hist,1,histsize,ranges);//感兴趣区域的直⽅图。

第33卷第5期 光电工程V ol.33, No.5 2006年5月 Opto-Electronic Engineering May, 2006文章编号：1003-501X(2006)05-0066-05快速运动目标的Mean shift跟踪算法朱胜利，朱善安，李旭超( 浙江大学电气学院，浙江杭州 310027 )摘要：针对Mean shift本身的理论缺陷，提出Mean shift和卡尔曼滤波器相结合的快速目标跟踪算法。

利用卡尔曼滤波器来获得每帧Mean shift算法的起始位置，然后再利用Mean shift算法得到跟踪位置。

在目标出现大比例阻挡情况时，利用卡尔曼残差的计算来关闭和打开卡尔曼滤波器，此时，目标位置的线性预测替代了卡尔曼的作用。

试验证明，本算法可以实现对快速运动目标的跟踪，对阻挡也有很好的鲁棒性。

关键词：Mean shift；核函数；卡尔曼滤波器；目标跟踪中图分类号：V556 文献标识码：AAlgorithm for tracking of fast motion objects with Mean shiftZHU Sheng-li，ZHU Shan-an，LI Xu-chao( College of Electrical Engineering, Zhejiang University,Hangzhou 310027, China ) Abstract：To improve theoretic limitation of Mean shift, an algorithm for tracking of fast motion objects, which combines Mean shift and Kalman filter, is proposed. At first, the starting position of Mean shift is found with Kalman filter in every frame, and then Mean shift is utilized to track the target position.When severe occlusion appears, filtering residuals is exploited to decide whether the Kalman filter works. At this moment, Kalman filter is replaced by linear prediction of object position. Experimental results show that the proposed algorithm can track fast moving objects successfully and have better robust for occlusion.Key words：Mean shift; Kernel function; Kalman filter; Target tracking引言Mean shift是一种密度梯度的无参估计方法，于1975年由Fukunaga[1]提出。