翻译：Object Tracking: A Survey，物体跟踪：一种方法

对象跟踪：一项调查

Alper Yilmaz

Ohio State University

Omar Javed

ObjectVideo, Inc.

and

Mubarak Shah

University of Central Florida

动作表示对追踪方法进行分类，提供每个类别中代表性方法的详细描述，并检

查它们的优缺点。此外，我们讨论跟踪的重要问题，包括使用适当的图像特征，

运动模型的选择和对象的检测。

类别和主题描述：I.4.8 [图像处理和计算机视觉]：场景分析 - 跟踪

概述：算法

其他关键词和短语：外观模型，轮廓演变，特征选择，对象检测，对象表示，

点跟踪，形状跟踪

ACM 参考格式：

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该材料基于美国政府部分资助的工作。任何意见，调查结果和结论

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象跟踪算法的极大兴趣。 视频分析有三个关键步骤：对感兴趣移动对象的检测，

逐帧跟踪这些对象，分析对象轨迹以识别它们的行为。 因此，目标跟踪的使用

- 车辆导航，即基于视频的路径规划和避障能力

在最简单的形式中，跟踪可以被定义为当图像平面在场景周围移动时估计物体

的轨迹的问题。 换句话说，跟踪器为视频的不同帧中的跟踪对象分配一致的标

签。 此外，根据跟踪域，跟踪器还可以提供以对象为中心的信息，例如对象的

方向，区域或形状。 跟踪对象可能很复杂，原因是：

- 在 3D 世界的图像上投影到 2D 图像世界造成的信息损失，

- 图像中的噪音，

- 复杂的对象运动，

-对象的非刚性或铰接性质，

-部分和全部对象遮挡，

-复杂的物体形状，

跟踪算法都假定物体运动顺利，没有突然的变化。人们可以基于具有恒定速度

或恒定加速度的先验信息来进一步限制对象的运动。关于物体的数量和大小，

表性方法进行全面描述。我们的调查侧重于一般跟踪对象的方法，而不是为特

定对象量身定制的跟踪器。例如，使用人体运动学作为其实施基础的人员跟踪

器。在 Aggarwal 和 Cai [1999]，Gavrilla [1999]以及 Moeslund 和 Granum [2001]

的调查中讨论和分类了使用铰接对象模型跟踪人类的大量工作。 然而，我们将

包括一些关于关节式物体追踪器的作品也适用于关节以外的领域。

我们采用自下而上的方法来描述需要解决的问题。当一个人开始构建一个对

象跟踪器时。 第一个问题是定义合适的对象来表示。在第 2 节中，我们将描述

一些常见的物体形状表示，例如点，原始几何形状和对象轮廓和外观表示。下

一个问题是选择用作跟踪器输入的图像特征。在第 3 节中，我们讨论了各种图

像特征，如颜色，运动，边缘等，这些在对象跟踪中常用。几乎所有的跟踪算

法都需要在第一帧或每帧中检测对象。第 4 节总结了检测场景中物体的一般策

跟踪有关的重要问题。第 7 节介绍跟踪研究的未来方向。最后，结语在第 8 节

中进行描述。

-Points。该对象由一个点表示，即质心（图 1（a））[Veenman et al。 2001]或

一组要点（图 1（b））[Serby et al。 2004 年]。通常，点表示适用于跟踪占据

图像中小区域的对象（请参阅第 5.1 节）。

- 原始的几何形状。 对象形状由一个矩形，椭圆表示

（图 1（c），（d）[Comaniciu et al.2003]等。这些表示的对象运动通常通过

翻译，仿射或投影（单应性）转换来建模（详见 5.2 节）。 虽然原始的几何形

状更适合表示简单的刚性对象，它们也用于跟踪非刚性对象。

- 对象剪影和轮廓。 轮廓表示定义了一个边界对象（图 1（g），（h））。轮

廓内的区域称为对象的剪影（见图 1（i））。 剪影和轮廓表示适用于跟踪复杂

的非刚体形状[Yilmaz et al。2004 年]。