目标识别与跟踪综述
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红外光谱成像目标识别技术综述作者:孟庆华来源:《科技创新导报》 2015年第21期孟庆华(中科院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春 130031)摘要:概述了目标识别技术研究现状,分析了光谱识别技术的特点。
通过对目标燃料和表面涂覆材料的光谱测量揭示其物质成分,从而对目标进行有效识别。
红外光谱成像为精确目标识别提供了一种新的复合识别手段。
关键词:红外成像光谱识别光谱成像中图分类号:o434文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2015)07(c)-0081-01①作者简介:孟庆华(1963—),男,吉林长春人,工学硕士,研究员,主要从事光谱仪器和光电经纬仪设计和研究。
目标识别技术主要用于对目标的搜索、识别和跟踪,目标识别技术有着非常重要的作用,也成为各国发展的重点。
目前广泛使用的手段和技术有:可见光电视识别、红外点源识别、红外成像识别、毫米波识别和复合识别等。
目前研究的重点都在试图改善目标识别的抗干扰能力,同时寻求新的方法和技术。
随着红外探测器技术的快速发展,红外成像由于具有高灵敏度、高帧频、抗干扰性好、可全天时工作等特点,在目标识别中已得到广泛应用。
红外光谱目标识别技术是通过红外光谱测量,揭示物质组成成分,利用光谱谱型来区分真假目标,尤其红外光谱成像既可测量红外光谱又可观测红外图像,具有红外成像识别和红外光谱识别的复合识别效果[1-3]。
很多目标由于所使用动力的燃料和表面涂覆材料不同,通过红外光谱测量,确定其燃料和表面涂覆材料的物质组成成分,进行有效目标识别。
红外光谱及成像为识别技术提供了一种新的手段和方法。
1 红外光谱成像目标识别技术红外光谱成像技术是20世纪80年代初,在多光谱扫描技术的基础上发展起来的先进的新一代技术。
它把映射目标辐射属性的光谱特性与映射目标空间和几何关系的图像结合在一起,非常适合人们根据图像进行目标特性探测。
光谱成像测量技术为当代遥感发展的前沿技术,在很多领域得到了广泛和重要的应用,如在地质勘探、大气遥感、真假目标及干扰物的揭示等。
几种目标识别算法综述作者:王东寅杨旺周继平邓磊杜仕攀罗文杰来源:《数码设计》2018年第19期摘要:随着科学技术的进步,作为新一轮产业变革的核心驱动力,计算机视觉技术能在催生新技术、新产品的同时,对传统行业也赋予了较强的发展动力,引发了经济结构的重大变革,实现了社会生产力的整体跃变。
而目标检测、识别是计算机视觉的一个重要研究点,它将计算机图像处理、自动控制、物体识别及其它人工智能领域相结合。
本文将对基于模板的目标识别、基于特征的目标识别、基于分类器的目标识别、基于运动的目标识别这几种识别模型进行详细介绍。
关键词:人工智能;目标识别;分类器中图分类号:TP391 ; 文献标识码:A ; 文章编号:1672-9129(2018)19-0021-01Abstract: With the advancement of science and technology, as the core driving force of a new round of industrial transformation, computer vision technology can give birth to new technologies and new products, and also give strong development momentum to traditional industries,triggering economic structure. The major changes have achieved an overall leap in social productivity. Target detection and recognition is an important research point of computer vision. It combines computer image processing, automatic control, object recognition and other areas of artificial intelligence. This paper will introduce the recognition models based on template-based target recognition, feature-based target recognition, classifier-based target recognition, and motion-based target recognition.Key ;words: artificial intelligence; target recognition; classifier1 前言根据目前的知识可以理解为机器视觉技术就是使用计算机技术来完成人的视觉作用。
目标检测是计算机视觉领域重要的研究分支,是目标识别、跟踪的基础环节,其主要研究内容是在图像中找出感兴趣目标,包括目标定位和分类。
其中,交通场景目标检测识别是计算机视觉领域研究的热点问题,其目的是运用图像处理、模式识别、机器学习、深度学习等技术在交通场景中检测识别出车辆、行人等交通场景目标信息,达到智能交通、自动驾驶的目标。
传统目标检测方法通常分为三个阶段:首先在图像中选择一些候选区域,然后在候选区域中提取特征,最后采用训练的分类器进行识别分类。
然而,该方法操作复杂,精确度不高且训练速度慢,误检率较高,在实际工程应用中不易实现。
因此,在卷积神经网络快速发展的背景下,研究人员提出基于深度学习的目标检测算法,该方法实现了端到端检测识别,具有很好的实际意义。
如今基于深度学习的目标检测算法已成为机器人导航、自动驾驶感知领域的主流算法。
1目标检测算法综述目标检测算法可以分为基于候选区域(两阶段)和基于回归(一阶段)两类。
两者最大的区别是前者通过目标检测算法在交通场景中应用综述肖雨晴,杨慧敏东北林业大学工程技术学院,哈尔滨150040摘要:目标检测是计算机视觉领域的重要研究任务,在机器人、自动驾驶、工业检测等方面应用广泛。
在深度学习理论的基础上,系统性总结了目标检测算法的发展与研究现状,对两类算法的特点、优缺点和实时性进行对比。
以交通场景中三类典型物体(非机动车、机动车和行人)为目标,从传统检测方法、目标检测算法、目标检测算法优化、三维目标检测、多模态目标检测和重识别六个方面分别论述和总结目标检测算法检测识别交通场景目标的研究现状与应用情况,重点介绍了各类方法的优势、局限性和适用场景。
归纳了常用目标检测和交通场景数据集及评价标准,比较分析两类算法性能,展望目标检测算法在交通场景中应用研究的发展趋势,为智能交通、自动驾驶提供研究思路。
关键词:目标检测;深度学习;交通场景;计算机视觉;自动驾驶文献标志码:A中图分类号:TP391doi:10.3778/j.issn.1002-8331.2011-0361Research on Application of Object Detection Algorithm in Traffic SceneXIAO Yuqing,YANG HuiminCollege of Engineering and Technology,Northeast Forestry University,Harbin150040,ChinaAbstract:Object detection is an important research task in the field of computer vision.It is widely used in robotics,auto-matic vehicles,industrial detection and other fields.On the basis of deep learning theory,the development and researchstatus of object detection algorithm are firstly systematically summarized and the characteristics,advantages,disadvantages and real-time performance of the two categories of algorithms are compared.Next to the three kinds of typical targets (non-motor vehicles,motor vehicles and pedestrians)as objects in the traffic scene,the research status and application of object detection algorithm for detecting and identifying objects are discussed and summarized respectively from six aspects in traffic scene:traditional detection method,object detection algorithm,object detection algorithm optimization,3d object detection,multimodal object detection and re-identification.And the application of focus on the advantages,limitations and applicable scenario of various methods.Finally,the common object detection and traffic scene data sets and evalua-tion criteria are summarized,the performance of the two categories of algorithms is compared and analyzed,and the devel-opment trend of the application of object detection algorithm in traffic scenes is prospected,providing research ideas for intelligent traffic and automatic vehicles.Key words:object detection;deep learning;traffic scene;computer vision;autonomous vehicles基金项目:中央高校业务经费(2572016CB11)。
《特殊天气条件下的目标检测方法综述》篇一一、引言随着计算机视觉技术的快速发展,目标检测技术在多种场景下都取得了显著的成果。
然而,在特殊天气条件下,如雾天、雨天、雪天等,目标的检测难度会大大增加。
本文旨在综述特殊天气条件下的目标检测方法,分析其技术特点、应用场景及发展前景,为相关研究提供参考。
二、特殊天气条件下的目标检测技术概述1. 雾天目标检测雾天条件下,由于光线散射,图像中的目标往往模糊不清,给目标检测带来很大困难。
针对这一问题,研究者们提出了多种方法。
其中,基于物理模型的去雾算法能够有效提高图像的清晰度,为后续的目标检测提供良好的基础。
此外,深度学习的方法,如卷积神经网络(CNN),也能在雾天条件下实现较高的目标检测准确率。
2. 雨天目标检测雨天条件下,雨水会对摄像头造成遮挡,导致图像中的目标出现模糊、变形等问题。
针对这一问题,研究者们提出了基于雨滴模型的方法和基于深度学习的方法。
前者通过模拟雨滴的形态和运动规律,对图像进行预处理,以提高目标的可见性。
后者则通过训练大量的雨天图像数据,使模型能够在雨天条件下实现较高的目标检测性能。
3. 雪天目标检测雪天条件下,雪会对摄像头造成严重的遮挡,导致图像中的目标难以识别。
针对这一问题,研究者们主要采用了基于特征提取和分类的方法。
这些方法通过提取雪天图像中的有效特征,并利用分类器进行分类,从而实现目标的检测。
三、特殊天气条件下的目标检测技术应用场景特殊天气条件下的目标检测技术在多个领域都有广泛的应用。
例如,在智能交通系统中,可以通过该技术实现车辆、行人的雨雪雾等恶劣天气条件下的实时检测和跟踪;在安防监控领域,可以用于对异常事件的检测和预警;在无人机领域,可以实现无人机在复杂天气条件下的自主导航和目标追踪等。
四、特殊天气条件下的目标检测技术发展前景随着深度学习、计算机视觉等技术的不断发展,特殊天气条件下的目标检测技术将会有更广阔的应用前景。
未来,该技术将更加注重实时性、准确性和鲁棒性的提升。
视觉跟踪技术综述视觉跟踪技术综述随着计算机视觉和人工智能技术的快速发展,视觉跟踪技术在各个领域得到了广泛的应用。
从监控系统到自动驾驶,从人脸识别到虚拟现实,视觉跟踪技术为我们提供了更智能的解决方案。
本文将对视觉跟踪技术进行综述,介绍其基本原理、常用算法和应用领域。
一、基本原理视觉跟踪是指通过分析图像或视频序列中的目标轨迹来实时估计目标的位置、形态和运动状态的技术。
其基本原理是根据目标在不同帧之间的变化来进行预测和估计。
视觉跟踪技术主要包括目标检测、特征提取和目标匹配三个步骤。
目标检测是指在图像或视频序列中寻找目标的位置。
常用的目标检测方法包括背景建模、边缘检测、颜色分布等。
特征提取是指从检测到的目标中提取出具有代表性的特征,常用的特征包括边缘、纹理和颜色等。
目标匹配是指在当前帧中寻找与之前帧中提取的特征相匹配的目标,常用的匹配算法有相似性匹配和模型匹配等。
二、常用算法视觉跟踪技术有很多不同的算法,根据不同的应用场景和需求可以选择合适的算法。
以下是一些常用算法的简要介绍:1. 模板匹配算法:基于目标的外观模板,在当前帧中寻找与之匹配的目标。
2. 卡尔曼滤波算法:通过状态预测和观测更新两个步骤,实现对目标位置的估计和预测。
3. 粒子滤波算法:通过对目标在当前帧中的采样,结合观测模型和运动模型来估计目标位置。
4. 基于深度学习的算法:利用卷积神经网络等深度学习模型,自动提取目标的特征,实现目标跟踪。
三、应用领域视觉跟踪技术在各个领域都有广泛的应用。
1. 视频监控:通过对监控视频中的目标进行跟踪,可以实现目标的实时定位和追踪,提高监控效果。
2. 自动驾驶:视觉跟踪技术可以实现对前方车辆和行人的跟踪,为自动驾驶系统提供重要的感知能力。
3. 人脸识别:通过对人脸进行跟踪,可以实现实时的人脸识别和身份验证,提高安全性和便利性。
4. 虚拟现实:视觉跟踪技术可以实现对用户的头部和手部的跟踪,为虚拟现实系统提供更真实的交互体验。
《基于深度学习的目标检测研究综述》篇一一、引言随着深度学习技术的不断发展,目标检测已成为计算机视觉领域的一个重要研究方向。
基于深度学习的目标检测方法,通过构建复杂的神经网络模型,能够有效地提高目标检测的准确性和效率。
本文旨在综述基于深度学习的目标检测研究现状、方法及发展趋势,为相关研究提供参考。
二、目标检测的研究背景与意义目标检测是计算机视觉领域的一项基本任务,旨在从图像或视频中检测出感兴趣的目标,并对其进行定位和识别。
目标检测技术在智能安防、无人驾驶、无人机、视频监控等领域具有广泛的应用价值。
随着深度学习技术的发展,基于深度学习的目标检测方法逐渐成为研究热点。
三、基于深度学习的目标检测方法概述基于深度学习的目标检测方法主要包括两类:基于区域的目标检测方法和基于回归的目标检测方法。
1. 基于区域的目标检测方法基于区域的目标检测方法主要通过滑动窗口或区域提议算法生成候选区域,然后利用卷积神经网络对候选区域进行分类和回归。
代表性算法包括R-CNN系列(R-CNN、Fast R-CNN、FasterR-CNN等)。
这些算法在准确率上表现出色,但计算复杂度较高,难以满足实时性要求。
2. 基于回归的目标检测方法基于回归的目标检测方法直接在原始图像上回归目标的位置和类别。
代表性算法包括YOLO系列(YOLOv1、YOLOv2、YOLOv3等)和SSD等。
这些算法在速度和准确率之间取得了较好的平衡,能够满足实时性要求。
四、基于深度学习的目标检测研究进展近年来,基于深度学习的目标检测研究取得了显著进展。
一方面,神经网络模型不断优化,如残差网络、卷积神经网络等,提高了目标检测的准确性和效率。
另一方面,数据增强和迁移学习等技术也得到了广泛应用,提高了模型的泛化能力。
此外,一些新型的目标检测算法也不断涌现,如基于区域的全卷积网络、多尺度特征融合等。
五、挑战与展望尽管基于深度学习的目标检测取得了很大进展,但仍面临一些挑战。
cv研究方向及综述-回复什么是CV(计算机视觉)研究方向及综述?计算机视觉(Computer Vision,CV)是人工智能领域重要的研究方向之一,利用计算机和相机等设备处理和解释图像和视频数据。
CV的目标是让计算机能够像人类一样理解和解释图像,从而具备更高级别的视觉感知和认知能力。
CV在许多领域有着广泛的应用,如人脸识别、目标检测、图像分割、行为分析等。
CV研究方向众多,下面将逐一介绍其中几个主要的方向:1. 目标检测与识别:目标检测与识别是CV领域最基本也最重要的任务之一。
目标检测是在图像或视频中自动识别感兴趣的目标物体,并对其进行定位和分类。
它应用广泛,如安防监控、自动驾驶等领域。
近年来,基于深度学习的目标检测技术取得了重大突破,如YOLO、Faster R-CNN等。
2. 图像分割:图像分割是将图像分割成若干不同的区域,从而更好地理解和分析图像内容。
图像分割可用于医学图像分析、图像编辑等领域。
传统的图像分割方法包括基于边缘、基于区域、基于能量等。
随着深度学习的发展,基于卷积神经网络(CNN)的图像分割方法也取得了显著成果,如FCN、UNet等。
3. 行为分析:行为分析是通过对视频中的人体动态进行识别和推理,从而分析人体的动作和行为。
行为分析在智能监控、视频理解等领域具有重要应用价值。
一些常见的行为分析任务包括行人跟踪与识别、人体姿态估计、动作识别等。
4. 三维视觉:三维视觉是将研究对象从二维图像扩展到三维场景的一种视觉技术。
它包括三维重建、三维目标识别与跟踪、三维位姿估计等。
三维视觉在虚拟现实、增强现实等领域有着广泛的应用。
CV综述涵盖了CV研究方向的发展趋势、技术进展以及应用场景等方面。
下面将对CV综述的撰写步骤进行详细讲解:第一步:选择综述主题。
在CV领域研究方向众多,可以根据个人兴趣和所熟悉的领域选择合适的主题。
例如,可以选择“基于深度学习的目标检测与识别综述”作为主题。
第二步:收集相关文献。
《计算机视觉技术应用研究综述》篇一一、引言计算机视觉技术,作为一种深度融合计算机科学、人工智能和图像处理等多个领域的前沿技术,正在改变我们的生活和工作的方式。
该技术旨在模仿人类视觉系统的能力,通过对二维图像和三维场景的感知和理解,进行目标的检测、识别、跟踪等操作。
本文将对计算机视觉技术的应用进行全面研究,旨在为相关领域的研究者提供参考。
二、计算机视觉技术的发展计算机视觉技术的发展经历了从传统的图像处理到深度学习等技术的飞跃。
传统的图像处理主要依赖于图像的边缘、颜色、纹理等特征进行识别和解析。
随着计算机计算能力的提高和人工智能技术的飞速发展,深度学习算法被广泛运用于计算机视觉中,使视觉识别的准确性得到极大的提升。
三、计算机视觉技术的关键技术及应用(一)目标检测与识别目标检测与识别是计算机视觉的重要应用领域,如人脸识别、物体识别等。
其中,深度学习模型如卷积神经网络(CNN)被广泛用于图像的目标检测和识别中。
此外,还有许多先进算法如R-CNN系列模型等也被广泛应用在各类识别任务中。
(二)三维重建与识别三维重建与识别是计算机视觉的另一重要应用领域。
通过使用深度学习算法和立体视觉技术,我们可以从多个角度获取图像信息,然后通过算法进行三维重建和识别。
该技术在虚拟现实、机器人导航等领域有广泛应用。
(三)图像分割与增强图像分割与增强是提高图像质量和理解能力的重要手段。
通过对图像进行分割和增强处理,我们可以更好地理解和解析图像信息。
该技术在医学影像处理、自动驾驶等领域有广泛应用。
四、计算机视觉技术的挑战与发展趋势尽管计算机视觉技术取得了显著的进步,但仍面临许多挑战,如数据标注的复杂性、计算资源的限制等。
未来,随着深度学习技术的发展和计算能力的提高,计算机视觉将更加智能化和高效化。
此外,随着物联网、5G等技术的发展,计算机视觉将在更多领域得到应用,如智能家居、无人驾驶等。
五、结论计算机视觉技术以其强大的图像处理和解析能力,正在改变我们的生活和工作方式。
《交通场景下的车辆行人多目标检测与跟踪算法研究》篇一一、引言随着智能交通系统的快速发展,交通场景下的车辆行人多目标检测与跟踪技术成为了研究热点。
该技术能够有效地对交通场景中的车辆和行人进行实时检测和跟踪,为自动驾驶、智能交通管理等领域提供重要支持。
本文旨在研究交通场景下的车辆行人多目标检测与跟踪算法,为相关领域的研究和应用提供参考。
二、研究背景与意义在复杂的交通场景中,车辆和行人的多目标检测与跟踪是智能交通系统的关键技术之一。
通过对车辆和行人的实时检测和跟踪,可以有效地提高道路交通安全、缓解交通拥堵、优化交通管理等方面的问题。
因此,研究交通场景下的车辆行人多目标检测与跟踪算法具有重要的理论价值和实际应用意义。
三、相关技术综述3.1 目标检测技术目标检测是计算机视觉领域的重要研究方向,主要包括基于传统计算机视觉方法和基于深度学习的方法。
传统方法主要依靠特征提取和分类器进行目标检测,而深度学习方法则通过神经网络自动学习目标的特征,实现更高的检测精度。
3.2 多目标跟踪技术多目标跟踪是指对多个目标进行实时跟踪的技术。
常用的多目标跟踪方法包括基于滤波的方法、基于聚类的方法和基于深度学习的方法等。
其中,基于深度学习的方法在复杂场景下的多目标跟踪中具有较好的性能。
四、车辆行人多目标检测与跟踪算法研究4.1 算法原理本文研究的车辆行人多目标检测与跟踪算法主要基于深度学习方法。
首先,通过卷积神经网络对交通场景中的车辆和行人进行特征提取和分类,实现目标的检测。
然后,利用多目标跟踪算法对检测到的目标进行实时跟踪,实现多目标的关联和轨迹预测。
4.2 算法实现在实现过程中,首先需要构建合适的卷积神经网络模型,对交通场景中的车辆和行人进行特征提取和分类。
其次,需要设计多目标跟踪算法,对检测到的目标进行实时跟踪和关联。
在实现过程中,需要考虑算法的实时性、准确性和鲁棒性等方面的问题。
4.3 实验结果与分析通过在公共数据集和实际交通场景中的实验,验证了本文研究的车辆行人多目标检测与跟踪算法的有效性和优越性。
《基于深度学习的目标检测研究综述》篇一一、引言随着深度学习技术的飞速发展,其在计算机视觉领域的应用日益广泛,其中目标检测作为计算机视觉领域的一个重要研究方向,也得到了越来越多的关注。
基于深度学习的目标检测方法已经成为了目前的研究热点。
本文将对基于深度学习的目标检测的研究进行综述,包括其背景、现状、技术手段和挑战等方面。
二、目标检测的背景与现状目标检测是计算机视觉领域中的一个重要任务,其目的是在图像中找出感兴趣的目标,并对其进行定位和识别。
传统的目标检测方法主要依赖于手工设计的特征和简单的分类器,但这种方法在处理复杂场景和多种类别的目标时效果并不理想。
随着深度学习技术的发展,基于深度学习的目标检测方法逐渐成为主流。
目前,基于深度学习的目标检测方法已经在许多领域得到了广泛应用,如人脸识别、车辆检测、行人检测、医学图像分析等。
这些应用场景的共同特点是需要从复杂的背景中准确地检测出目标并进行定位。
同时,随着数据集的增大和计算能力的提升,基于深度学习的目标检测算法在性能上已经超越了传统方法。
三、基于深度学习的目标检测技术手段基于深度学习的目标检测方法主要分为两类:基于区域的目标检测方法和基于回归的目标检测方法。
1. 基于区域的目标检测方法基于区域的目标检测方法主要是通过滑动窗口或区域提议算法生成一系列候选区域,然后对每个候选区域进行分类和回归。
其中,最具代表性的算法是R-CNN系列算法,包括Fast R-CNN、Faster R-CNN等。
这些算法在检测精度和速度方面都取得了很好的效果。
2. 基于回归的目标检测方法基于回归的目标检测方法则直接从原始图像中回归出目标的边界框和类别。
其中,YOLO系列算法和SSD算法是两种典型的基于回归的目标检测方法。
这些算法通过设计合适的网络结构和损失函数,实现了端到端的训练和检测。
四、基于深度学习的目标检测的挑战与展望虽然基于深度学习的目标检测方法已经取得了很大的进展,但仍面临一些挑战。
几种目标识别算法综述目标识别算法是计算机视觉领域中的重要问题,其目的是根据输入的图像或视频,自动识别出图像中的目标并进行分类或定位。
目标识别算法广泛应用于军事、安防、自动驾驶等领域。
在这篇文章中,我们将综述几种目标识别算法。
1. Haar特征分类器Haar特征分类器是最早被广泛应用于目标检测和人脸识别领域的算法之一。
它通过计算图像中不同区域内的灰度值差异,从而提取出目标特征。
该算法的优点是简单易懂,能够对不同大小和角度的目标进行识别;缺点是其计算赘余,需要使用积分图优化。
HOG(Histograms of Oriented Gradients)特征分类器是目标识别算法中较为流行的一种,其主要思想是根据图像中的梯度信息提取出目标边缘信息,并通过对梯度方向直方图的统计得到目标的特征向量。
该算法的优点是准确性高,可应用于多种目标检测任务;缺点是每个图像需要多次计算,计算量较大。
3. 卷积神经网络卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)是机器学习中非常流行的一种算法,近年来也被广泛应用于目标识别领域。
CNN通过对图像中的卷积操作和池化操作等处理,提取出目标的特征信息,并通过层层迭代的方式完成目标识别任务。
该算法的优点是准确率较高,可用于大规模图像处理;缺点是计算量较大,需要较强的计算能力和数据量支持。
4. 区域提议网络区域提议网络(Region Proposal Network,RPN)是目标检测算法中的一种,其主要思想是在图像中提取出一组可能存在目标的区域,并通过分类和回归等操作来确定是否存在目标。
该算法的优点是速度较快,可用于实时目标检测;缺点是误检率较高,需要进行后续处理。
总结起来,以上几种目标识别算法在不同场景下都有其各自的优点和局限性。
在实际应用中,需要根据具体场景和需求选择合适的算法和技术。
面向多目标跟踪的数据关联方法研究综述目录1. 内容描述 (2)1.1 研究背景 (2)1.2 多目标跟踪概述 (3)1.3 数据关联在多目标跟踪中的应用 (4)2. 数据关联方法概述 (6)2.1 数据关联基本概念 (6)2.2 数据关联方法分类 (8)3. 基于传统数据关联的方法 (9)3.1 基于距离的数据关联方法 (10)3.2 基于特征的数据关联方法 (11)3.3 基于概率的数据关联方法 (13)4. 基于机器学习的数据关联方法 (15)4.1 支持向量机在数据关联中的应用 (16)4.2 随机森林在数据关联中的应用 (17)4.3 深度学习在数据关联中的应用 (18)5. 面向多目标跟踪的改进数据关联方法 (20)5.1 融合多源信息的数据关联方法 (21)5.2 基于动态窗口的数据关联方法 (22)5.3 基于贝叶斯网络的数据关联方法 (23)6. 数据关联方法性能评估 (24)6.1 性能评价指标 (26)6.2 实验数据与结果分析 (26)7. 数据关联方法在实际应用中的挑战与展望 (28)7.1 挑战分析 (30)7.2 未来研究方向 (31)1. 内容描述本文旨在对面向多目标跟踪的数据关联方法进行系统性的综述。
随着无人机、智能交通、视频监控等领域的快速发展,多目标跟踪技术已成为这些领域的关键技术之一。
然而,在多目标场景中,目标之间的遮挡、光照变化、动态背景等因素给数据关联带来了极大的挑战。
本文首先介绍了多目标跟踪的基本概念和背景,然后详细探讨了当前多目标跟踪领域中的数据关联方法,包括基于距离度量、基于特征匹配、基于概率模型以及基于深度学习的方法。
通过对各类方法的原理、优缺点和适用场景的分析,旨在为多目标跟踪领域的研究者和工程师提供一份全面、深入的了解,以促进该领域的技术创新和发展。
此外,本文还展望了未来多目标跟踪数据关联方法的研究趋势,为后续研究提供参考和启示。
1.1 研究背景随着计算机视觉技术的快速发展及其在智能监控、自动驾驶、机器人导航等领域的广泛应用,多目标跟踪作为一项关键技术受到了学术界与工业界的广泛关注。
基于机器视觉的自动目标跟踪系统研究摘要:随着人工智能和机器学习的迅速发展,基于机器视觉的自动目标跟踪系统在各个领域得到了广泛的应用。
本文旨在对基于机器视觉技术实现自动目标跟踪的相关研究进行探讨和分析,提出一种高效准确的目标跟踪系统。
引言:目标跟踪系统是机器视觉领域的一个重要研究方向。
自动目标跟踪系统可以应用于人脸识别、行人追踪、交通监控等各种场景,具有重要的现实意义。
基于机器视觉的自动目标跟踪系统能够通过图像和视频数据实时识别目标并跟踪其运动轨迹,为后续的分析和决策提供可靠的数据基础。
一、前期工作综述1. 目标检测与识别技术目标跟踪的第一步是目标检测与识别。
过去几年,深度学习技术的发展推动了目标检测与识别的突破。
常用的目标检测与识别算法包括Faster R-CNN、Yolo和SSD等。
这些算法通过卷积神经网络提取图像特征,然后利用分类器判断目标类别。
2. 目标跟踪技术目标跟踪的核心挑战是在目标运动过程中准确地定位和跟踪目标。
目前常用的目标跟踪算法包括基于特征的方法和基于深度学习的方法。
基于特征的方法依靠手工设计的特征进行目标跟踪,如直方图相关滤波器(HCF)和离散小波变换(DWT)等。
而基于深度学习的方法则通过深度神经网络学习图像特征,如Siamese 网络和多目标跟踪网络等。
二、算法设计与优化1. 目标特征提取目标特征提取是目标跟踪中的关键环节。
在这一步骤中,我们可以选择传统的手工设计特征,也可以使用深度学习技术进行特征学习。
一个好的特征提取方法能够提高目标跟踪的准确性和鲁棒性。
2. 目标匹配与更新目标匹配与更新是目标跟踪系统的核心。
在目标匹配阶段,我们需要将当前帧中的目标与之前帧中的目标进行匹配,以确定目标的位置和运动轨迹。
同时,在每个新的帧中,我们需要更新目标的特征模型,以适应目标在运动过程中的变化。
三、实验与结果分析我们对所设计的基于机器视觉的自动目标跟踪系统进行了实验,并对实验结果进行了评估和分析。
目标检测发展综述全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:目标检测是计算机视觉领域的一个重要研究方向,其在自动驾驶、视频监控、智能安防、人脸识别等应用中有着广泛的应用。
近年来,目标检测技术得到了迅速的发展,取得了显著的进展。
本文将从目标检测的起源、发展历程、技术演变及未来趋势等方面进行综述,希望能够为相关领域的研究人员和开发者提供一定的参考和启示。
一、目标检测的起源目标检测作为计算机视觉中的一个重要研究方向,起源于上世纪80年代。
最早的目标检测方法是基于传统图像处理技术和机器学习算法的,例如HOG特征+SVM分类器等。
这些方法主要是基于手工设计的特征和目标检测算法,在一定程度上能够满足简单场景下的目标检测需求,但在复杂场景下表现不佳,存在着定位准确度低、召回率不高等问题。
二、目标检测的发展历程随着深度学习算法的兴起,尤其是卷积神经网络(CNN)的广泛应用,目标检测技术得到了显著的提升。
在2012年AlexNet的诞生后,Faster R-CNN、YOLO、SSD等一系列基于深度学习的目标检测算法相继提出,性能大幅度提升,达到了实时检测、高精度定位等方面的要求。
这些算法通过网络的端到端训练,摒弃了传统方法中需要手工设计特征的过程,大大简化了目标检测的流程,并取得了令人瞩目的成果。
三、目标检测技术的演变尽管深度学习在目标检测领域取得了巨大成功,但目标检测技术仍在不断演进。
近年来,一些新型目标检测算法相继被提出,如Mask R-CNN、RetinaNet、CenterNet等。
这些算法在保持高精度检测的进一步提升了目标检测的效率和性能。
Mask R-CNN在实现目标检测的同时还能够实现实例分割,进一步提升了目标检测的多样化能力。
目标检测技术还在与其他领域相结合,不断探索新的应用场景。
在无人机、智能机器人等领域,目标检测技术的发展为智能设备提供了更广阔的应用前景。
跨领域的研究也为目标检测技术的提升提供了更多可能性和机遇。
综述 摘要:人体的运动分析主要指的是对场景中的运动个体或者群体进行运动检测、运动跟踪与理解以到达描述人体行为的目的。通过阅读文献,本文将从人体检测,人体跟踪和人群运动分析三个方面介绍人群特征分析的方法。 1.绪论 随着社会的发展,公共需求的提高,群体运动的分析越来越受关注。并且随着人口的增长,人群活动日益增加,相应的人群安全问题也越来越突出。对人群的分析研究分别在社会学、心理学、建筑学、计算机等各个学科受到极大的关注。人群分析主要分为以下五个方面。 (1)人群管理:对大型集会的人群管理,是公共安全管理领域中最亟待解决的问题。人群分析可以更好的发展人群管理策略,避免因人群拥挤而发生的灾难事件,确保人身安全。 (2)虚拟环境:通过构造人群的数学模型结构,在虚拟环境下来模拟人群场景,来丰富人的生活体验。如一些虚拟的聊天室、电影或者动画制作过程中的特效应用等。 (3)智能环境:在一些涉及到大型人群的智能环境下,人群分析可以预协调人群。如在博物馆,人群的模式决定了如何疏散人群。 (4)公共场所设计:人群分析可以为公共场所的设计提供指导,如对商场的人流估计,使得商场的布局更方便于顾客或者最可能有效的利用空间优化办公室场所。 (5)视觉监控:人群分析可以用来自动检测场景中的异常情况。而且,在人群中的个体跟踪有助于协助安防人员捕捉嫌疑犯。 虽然人群运动分析技术研究已取得了一定的成果,但是人群运动的复杂性以及实际运动场景的多变性仍然给人群运动分析带来很多的研究难点。目前在人群运动的自动检测与跟踪方面,也没有相对完善的理论基础,各向技术也处在完善阶段。主要表现在: (1)运动检测与分割:在人群运动分析系统中,如何对人群运动实现快速而准确的分割是极为重要的难题。由于视频序列中运动场景极易受到各种客观因素的影响,如光照变化、背景与前景的混杂干扰、运动目标与环境之间或者运动目标之间的遮挡现象等,使得对人群运动实现有效分割变的十分的困难。目前常用的运动分割算法如帧间差分法或背景相减法都难以适应复杂或者拥挤场景的运动分割。 (2)遮挡问题处理:由于人群运动的密集特性,使得人与人之间的遮挡问题变得极为严重。此外,在真实场景中,还存在人群与人群之间甚至是人群与环境之间的互遮挡现象,这些现象都将导致运动目标对象信息的丢失。这些如何有效处理遮挡问题也是衡量一个人群运动分析系统优劣的准则。 (3)运动特征的提取:人群运动的特征既具有个体运动的特征也具有群体运动的特性,合理的选取人群运动的特征对后续的人群运动分析尤为重要。运动视频序列的直方图信息、光流场、边缘信息、彩色纹理特征等都可以用来作为运动检测。根据不同的运动场景、运动目标特性因合理的采用不同的运动特征。 本文通过对人群特征分析的几种主要算法的整理和介绍,学习了每种算法的优点和缺点以及其适用的环境。 2 人体检测 视频图像中的运动人体检测是一个重要且十分困难的研究领域,在实现运动补偿、视频压缩编码、视频理解时都需要用到运动目标的检测。在视频理解中运动人体检测是后续跟踪、识别和活动分析的基础。对运动人体目标的正确检测能大大提高后续跟踪、识别和活动分析的正确率。 运动目标检测的方法主要分为三种:一种是帧差法,基于时问序列图像上的差分图像实现运动目标的检测;第二种是光流法,是对图像的运动场进行估计,将相似的运动矢量合并形成运动目标的检测;最后一种是背景差法,基于图像序列和参考背景模型相减实现运动目标的检测。帧差法能较好的适应环境变化较大的情况,对于目标运动引起的图像序列中发生明显变化的象素点比较容易检测,但对于变化不明显的象素点不能很好的检测出来。光流法在摄像机存在运动的情况下能较好的检测运动目标,但大多数光流计算方法十分复杂,计算量较大,不能满足实时视频流处理的要求。背景差方法能检测出和运动目标相关的所有象素点,但这种方法对于外界环境的变化,如光照、外来事件等非常敏感。 2.1帧差法 帧差法是基于目标的运动能体现在图像序列的变化上,以直接比较图像序列相邻帧对应象素点发生的相对变化为基础进行运动目标检测的方法。这是一种直接简单的运动检测方法。也相当于检测的是每一帧静态图像中的目标,通过阅读文献,了解了基于AdaBoost算法的人脸检测方法。 图2.1 AdaBoost快速人脸检测系统框架图 使用AdaBoost学习算法的人脸检测方法由Viola等于2001年提出,该方法
的主要特点是简单,实时性好,采用了一种称为“积分图像”的图像表示方法,能够快速计算出检测器用到的特征,然后用AdaBoost学习算法,从一个较大的特征集中选择少量的关键的视觉特征,产生一个高效的强分类器;再用级联的方式将单个的强分类器合成为一个更加复杂的分类器,使图像的背景区域快速地丢弃,而在有可能存在人脸目标的区域花费更多的计算。该方法的突出地位和贡献
人脸样本集 计算各样本的积分图及计算矩形特征值 AdaBoost算法: 挑选矩形特征,构建弱分类器,并确定其阈值和分类值,更新归一化样本权值 弱分类器集 由若干弱分类器构成一个强分类器并且确定强分类器的阈值 强分类器集 所有强分类器层层相连构成一个多层分类器 存储多层分类器 非人脸样本集 待检测图像 选择候选窗口 计算各个候选窗口的积分图
检测 输出人脸大小及位置 在于,它给出了一个稳定的、实时的目标检测框架,是一个实时的人脸检测方法。图2.1为AdaBoost快速人脸检测系统框架图。 2.2光流法 光流法是基于对光流场的估算进行检测分割的方法。光流是图像亮度模式的表观运动光流中既包括被观察物体的运动信息,也包括了有关的结构信息。光流场的不连续性可以用来将图像分割成对应于不同运动物体的区域。光流法检测运动物体的基本原理是:给图像中的每一个像素点赋予一个速度矢量,这就形成了一个图像运动场,在运动的一个特定时刻,图像上的点与三维物体上的点一一对应,这种对应关系可由投影关系得到,根据各个像素点的速度矢量特征,可以对图像进行动态分析。如果图像中没有运动物体,则光流矢量在整个图像区域是连续变化的。当图像中有运动物体时,目标和图像背景存在相对运动,运动物体所形成的速度矢量必然和邻域背景速度矢量不同,从而检测出运动物体及位置。采用光流法进行运动物体检测的问题主要在于大多数光流法计算耗时,实时性和实用性都较差。但是光流法的优点在于光流不仅携带了运动物体的运动信息,而且还携带了有关景物三维结构的丰富信息,它能够在不知道场景的任何信息的情况下,检测出运动对象。 光流计算方法大致可分为三类:基于匹配的方法、频域的方法和梯度的方法。 (1) 基于匹配的光流计算方法包括基于特征和基于区域两种。基于特征的方法不断地对目标主要特征进行定位和跟踪,对大目标的运动和亮度变化具有鲁棒性。存在的问题是光流通常很稀疏,而且特征提取和精确匹配也十分困难。基于区域的方法先对类似的区域进行定位,然后通过相似区域的位移计算光流。这种方法在视频编码中得到了广泛的应用。然而,它计算的光流仍不稠密。 (2) 基于频域的方法,也称为基于能量的方法,利用速度可调的滤波组输出频率或相位信息。虽然能获得高精度的初始光流估计,但往往涉及复杂的计算。另外,进行可靠性评价也十分困难。 (3) 基于梯度的方法利用图像序列亮度的时空微分计算2D速度场(光流)。由于计算简单和较好的效果,基于梯度的方法得到了广泛的研究。虽然很多基于梯度的光流估计方法取得了较好的光流估计,但由于在计算光流时涉及到可调参数的人工选取、可靠性评价因子的选择困难,以及预处理对光流计算结果的影响,少量帧中噪声的存在以及图像采集地过程中形成的频谱混叠都将严重影响基于梯度的方法的结果精度。 2.3背景差法 背景差方法主要包括背景模型建立、背景模型更新、背景差、后处理等步骤。背景模型建立就是对背景模型进行初始化;背景模型更新是根据当前输入的图像修正背景模型及时反映环境的变化;背景差是将当前帧和背景模型相比较检测运动目标;后处理是在高层次上对检测出的运动目标进行修正,得到更精确的结果。 一般将背景差方法对图像的处理分为象素级、区域级和帧级三个由低到高的层次处理。象素级完成对图像中象素最基本的分类,即前景象素和背景象素;区域级考虑象素之间的相关性,进一步从区域的角度上修正象素级分类;帧级从图像全局变化的角度修正象素分类。背景差方法的难点不在输入图像与背景模型相比较这一步,而是对背景模型的维持与更新。在现实世界里,场景中的背景很复杂,存在各种各样的干扰,且背景是随时间不断变化的。背景模型及其更新要能反映这些变化,抑制处理干扰。一般来说,视频监控系统需要长期运行,要保证视频监控能够长期运行需要 背景差算法应具有很强的鲁棒性,需要能满足以下要求: 1.能适应背景随时间的缓慢变化如在一天当中不同时间里的光照变化。 2.能适应背景物体的变化如场景中移入新的物体、背景中的物体移出场景 等变化。 3.背景模型能描述背景中的一些较大扰动如树叶晃动、显示器屏幕闪烁等。 4.能检测出光照的突然变化并能在尽量短的时间内适应这种变化。 5.为了能够更好的跟踪识别物体,在背景差算法中应能尽量消除运动目标。 3人体跟踪 所谓运动目标跟踪,就是在一段序列图像中的每幅图像中找到所感兴趣的运动目标所处位置。在视觉监控中运动目标跟踪的作用非常重要,因为它不但可以提供被监视目标的运动轨迹,也为进行场景中运动目标的运动分析和场景分析提供了可靠的数据来源,同时运动目标的跟踪信息也能为运动目标的正确检测以及运动目标的识别提供了帮助。 一般说来,对于一个运动人体跟踪系统而言,通常希望实现以下几点目标: