针对目标跟踪中常见的目标遮挡问题,提出一种自适应特征匹配网络。该网络通过计算查询帧与记忆帧像素级相似度,将目标和背景相似度关系进行编码,获得像素级相似度矩阵,并通过将查询帧与记忆帧分头的方式,实现多维度相似性计算,以关注查询帧中更多区域,并通过计算的相似度矩阵,对记忆帧进行自适应特征加权,以此来提高目标跟踪的精度和鲁棒性。此外,特征记忆网络可以对记忆帧进行挑选和保存,为特征匹配提供额外表观信息,使网络隐性学习目标运动趋势,进而实现更好的跟踪结果。实验结果表明,该方法在GOT-10k,LaSOT等数据集上表现良好,在GOT-10k数据集上,本文所提出的算法与STMTrack算法相比,
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值提升1.8%。根据可视化结果显示,本文算法在目标遮挡、消失等挑战中,具有更强的鲁棒性。
目标遮挡 自适应 特征匹配 记忆网络 object occlusion self-adaption feature matching memory network 光学 精密工程
2023, 31(22): 3345
中国矿业大学信息与控制工程学院,江苏 徐州 221008
针对视频行人重识别中的目标行人大范围遮挡的问题,将具有时间关联性、不受遮挡影响的行人轨迹预测与行人重识别相结合,提出一种基于时空轨迹融合的遮挡视频行人重识别算法。首先,从时间与空间域出发,实现符合社会属性的精确行人轨迹坐标预测;其次,构建时空轨迹融合特征,将视频序列中的表观视觉特征与行人轨迹中的坐标数据有效结合,有效缓解查询集中遮挡问题对重识别性能造成的影响;最后,构建适用于所提算法的轨迹融合数据集MARS_traj,并通过实验证明所提算法对遮挡视频重识别性能的有效提升。
图像处理 机器视觉 视频行人重识别 目标遮挡 行人轨迹预测 激光与光电子学进展
2023, 60(10): 1010021
1 安徽工程大学电气工程学院,安徽 芜湖 241000
2 安徽工程大学高端装备先进感知与智能控制教育部重点实验室,安徽 芜湖 241000
3 奇瑞新能源汽车股份有限公司,安徽 芜湖 241000
针对目标跟踪算法应对遮挡、模糊、尺度变换等挑战时,容易导致漂移和跟踪失败的情况,提出一种复杂场景下的自适应相关滤波跟踪算法。首先,采用所提的多特征互补策略,利用特征训练相应滤波器,根据每个滤波器的响应值动态调整特征的融合权重,完成对目标的位置估计;然后,以估计位置中心构建尺度滤波器,完成目标最优尺度的估计;最后,融合多尺度搜索区域策略,并根据跟踪置信度对跟踪模型选择性进行更新,进一步提升了跟踪器的性能和抗遮挡能力。在OTB2015的74组彩色数据集上进行测试,并对所提算法与近年来先进的相关滤波算法进行对比。所提算法的平均距离精度为0.801,平均重叠精度为0.715,实时跟踪速度为39.24 frame/s。实验结果表明,跟踪器在复杂环境下的表现良好,整体性能优越。
机器视觉 目标跟踪 相关滤波 多特征融合 遮挡判别 激光与光电子学进展
2022, 59(24): 2415004
杨墨轩 1,2,3,4赵源萌 1,2,3,4,*朱凤霞 1,2,3,4张宏飞 1,2,3,4[ ... ]张存林 1,2,3,4
1 太赫兹光电子学教育部重点实验室, 北京 100048
2 太赫兹波谱与成像北京市重点实验室, 北京 100048
3 北京成像理论与技术高精尖创新中心, 北京 100048
4 首都师范大学物理系, 北京 100048
针对太赫兹光场成像中由前景遮挡物影响感兴趣信息采集的问题,提出基于多视角合成孔径的太赫兹光场成像去遮挡算法。在分析太赫兹光场成像数字重聚焦原理的基础上,首先使用太赫兹焦平面阵列相机来采集太赫兹光场的原始数据,然后通过确定最小泛化误差来定位数字重聚焦深度,最后应用经验模式分解(EMD)法对重构图像进行增强处理,得到目标物轮廓分明、抑制遮挡物干扰的太赫兹图像。实验结果表明,太赫兹光场技术与合成孔径技术的结合可有效降低遮挡物的影响,另外证实了EMD法具有改善太赫兹图像质量的能力。
成像系统 太赫兹成像 光场 合成孔径 去遮挡
1 北京理工大学宇航学院,北京 100081
2 上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院,上海 200240
针对摄像测量应用中被测物自身结构复杂或者现场环境复杂出现前景遮挡使得目标丢失导致测量失败的问题,将合成孔径成像与图像处理技术相结合,提出了一种基于阵列式合成孔径成像的遮挡目标位置测量方法。总体思路为通过合成算法得到去遮挡图像,之后识别图像中的被测物,最后进行重建得到待测信息。考虑到标记点法被广泛应用于摄像测量中的位置观测,将其作为研究对象,从合成孔径成像过程中分析典型标志灰度分布,总结现有识别方法在遮挡条件下的适用性,提出了一种适用于合成图像特殊灰度分布规律的标记点以及对应的识别方法并验证了可行性和精度。之后,应用所提方法开展了静态测量和动态测量实验。结果表明,所提基于阵列式合成孔径成像的遮挡目标位置测量方法可以解决复杂结构测量和复杂环境测量时存在的前景遮挡导致标记点丢失和信息识别缺失的问题,为摄像测量在相关应用中提升精度提供了新的手段。
机器视觉 摄像测量 遮挡 光学合成孔径 测量精度 激光与光电子学进展
2022, 59(8): 0815005
1 武警工程大学研究生大队,陕西 西安 710086
2 武警工程大学信息工程学院,陕西 西安 710086
遮挡问题是导致目标跟踪任务失败的重要因素,如何提升算法的抗遮挡性能是跟踪领域的研究热点。本文首先剖析了遮挡易导致跟踪失败的原因,论述了构建强判别性的鲁棒目标模型对提高跟踪算法抗遮挡性能的重要意义,分析了抗遮挡目标模型的构建方案。其次依据目标模型利用的信息类型,将代表性抗遮挡性能较优的算法分为基于有效特征信息、状态估计信息与稳定时空信息三类。而后详尽分析了基于卡尔曼滤波、粒子滤波、局部空间信息、时间上下文信息、时空上下文信息跟踪算法的抗遮挡思路方案、适用遮挡场景、优缺点及改进方案。最后通过不同类型算法在遮挡场景下的跟踪性能比较,对目标模型构建方案抗遮挡的有效性提出思考与分析,并指出学习语义信息轻量化网络设计、场景上下文预测、仿生视觉机理的应用发展方向。
机器视觉 目标跟踪 抗遮挡 状态估计信息 时空上下文 激光与光电子学进展
2022, 59(8): 0815001
红外与激光工程
2022, 51(3): 20210173
上海工程技术大学电子电气工程学院,上海 201620
多目标跟踪时目标之间的交互、部分遮挡或完全遮挡会造成跟踪准确度降低或目标的丢失等问题。针对这些问题,提出了一种融合光流法与马尔可夫随机场(MRF)的多目标跟踪算法。首先,利用首帧图像光流场提取出目标光流,得到目标的速度信息;其次,根据目标运动特性与已建立的MRF模型进行融合并约束优化;最后,在所提模型中,通过核相关滤波算法得到目标最优状态分布以实现对多个目标的跟踪。实验结果表明,与同类先进算法相比,所提算法在多目标交互之后,能够继续对目标进行准确跟踪,降低了目标彼此遮挡时的误报率,具有更优越的准确性。
机器视觉 多目标跟踪 马尔可夫随机场 光流场 遮挡 激光与光电子学进展
2022, 59(2): 0215006