结合高斯核函数的卷积神经网络跟踪算法_郑凌云1
需积分: 0 87 浏览量
2022-08-04
12:43:46
上传
评论
收藏 1.98MB PDF 举报
第
３９
卷
第
５
期 华 侨 大 学 学 报
（
自 然 科 学 版
）
Ｖｏｌ．３９
Ｎｏ．５
２０１８
年
９
月
Ｊｏｕｒｎａｌ
ｏｆ
Ｈｕａ
ｑ
ｉａｏ
Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔ
ｙ
（
Ｎａｔｕｒａｌ
Ｓｃｉｅｎｃｅ
）
Ｓｅ
ｐ
．２０１８
ＤＯＩ
：
１０．１１８３０
／
ＩＳＳＮ．１０００
－
５０１３ ．２０１７０２１２３
结合高斯核函数的卷积
神经网络跟踪算法
郑凌云
１
，
柳培忠
２
，
汪鸿翔
２
（
１．
华侨大学 后勤与资产管理处
，
福建 泉州
３６２０２１
；
２．
华侨大学 工学院
，
福建 泉州
３６２０２１
）
摘要
：
针对视觉跟踪中运动目标鲁棒性跟踪问题
，
结合高斯核函数和卷积神经网络
（
ＣＮＮ
），
提出一种无需
训练的卷积神经网络提取深度特征的视觉跟踪算法
．
首先
，
对初始图像进行归一化处理并聚类提取目标信息
，
结合跟踪过程中目标信息共同作为卷积网络结构中的各阶滤波器
；
其次
，
通过高斯核函数来提高卷积运算速
度
，
提取目标简单抽象特征
；
最后
，
通过叠加简单层的卷积结果得到目标的深层次表达
，
并结合粒子滤波跟踪
框架实现跟踪
．
结果表明
：
简化后的卷积网络结构能够有效地应对低分辨率
、
目标遮挡与形变等场景
，
提高复
杂背景下的跟踪效率
．
关键词
：
视觉跟踪
；
卷积神经网络
；
高斯核函数
；
粒子滤波
中图分类号
：
ＴＰ ３９１
文献标志码
：
Ａ
文章编号
：
１０００
－
５０１３
（
２０１８
）
０５
－
０７６２
－
０６
Ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎ
Ｎｅｕｒａｌ
Ｎｅｔｗｏｒｋｓ
Ｔｒａｃｋｉｎ
ｇ
Ａｌ
ｇ
ｏｒｉｔｈｍ
Ｃｏｍｂｉｎｅｄ
Ｗｉｔｈ
Ｇａｕｓｓｉａｎ
Ｋｅｒｎｅｌ
Ｆｕｎｃｔｉｏｎ
ＺＨＥＮＧ
Ｌｉｎ
ｇｙ
ｕｎ
１
，
ＬＩＵ
Ｐｅｉｚｈｏｎ
ｇ
２
，
ＷＡＮＧ
Ｈｏｎ
ｇ
ｘｉａｎ
ｇ
２
（
１．Ｌｏ
ｇ
ｉｓｔｉｃａｌ
ａｎｄ
Ａｓｓｅｔ
Ｍａｎａ
ｇ
ｅｍｅｎｔ
Ｏｆｆｉｃｅ
，
Ｈｕａ
ｑ
ｉａｏ
Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔ
ｙ
，
Ｑｕａｎｚｈｏｕ
３６２０２１
，
Ｃｈｉｎａ
；
２．Ｃｏｌｌｅ
ｇ
ｅ
ｏｆ
Ｅｎ
ｇ
ｉｎｅｅｒｉｎ
ｇ
，
Ｈｕａ
ｑ
ｉａｏ
Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔ
ｙ
，
Ｑｕａｎｚｈｏｕ
３６２０２１
，
Ｃｈｉｎａ
）
Ａｂｓｔｒａｃｔ
：
Ｉｎ ｖｉｅｗ ｏｆ ｔｈｅ ｒｏｂｕｓｔｎｅｓｓ ｔｒａｃｋｉｎ
ｇ
ｏｆ ｍｏｖｉｎ
ｇ
ｔａｒ
ｇ
ｅｔｓ ｉｎ ｖｉｓｕａｌ ｔｒａｃｋｉｎ
ｇ
，
ａ ｖｉｓｉｏｎ ｔｒａｃｋｉｎ
ｇ
ａｌ
ｇ
ｏｒｉｔｈｍ
ｉｓ
ｐ
ｒｏ
ｐ
ｏｓｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ
ｐ
ａ
ｐ
ｅｒ
，
ｗｈｉｃｈ ｃｏｍｂｉｎｅｓ Ｇａｕｓｓ ｋｅｒｎｅｌ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎ ｎｅｕｒａｌ ｎｅｔｗｏｒｋ
（
ＣＮＮ
），
ｔｏ
ｅｘｔｒａｃｔ ｔｈｅ ｄｅ
ｐ
ｔｈ ｆｅａｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎ ｎｅｕｒａｌ ｎｅｔｗｏｒｋ ｗｉｔｈｏｕｔ ｔｒａｉｎｉｎ
ｇ
．Ｆｉｒｓｔｌ
ｙ
，
ｔｈｅ ｉｎｉｔｉａｌ ｉｍａ
ｇ
ｅ ｉｓ ｎｏｒ
－
ｍａｌｉｚｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｔａｒ
ｇ
ｅｔ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｉｓ ｅｘｔｒａｃｔｅｄ ｂ
ｙ
ｃｌｕｓｔｅｒｉｎ
ｇ
，
ａｎｄ ｔｈｅ ｔａｒ
ｇ
ｅｔ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｔｒａｃｋｉｎ
ｇ ｐ
ｒｏｃｅｓｓ
ｉｓ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ａｓ ｔｈｅ ｏｒｄｅｒ ｆｉｌｔｅｒ ｉｎ ｔｈｅ ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎ ｎｅｔｗｏｒｋ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ｔｈｅ Ｇａｕｓｓ ｋｅｒｎｅｌ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｉｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｉｍ
－
ｐ
ｒｏｖｅ ｔｈｅ ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎ ｏ
ｐ
ｅｒａｔｉｏｎ ｓ
ｐ
ｅｅｄ
，
ｅｘｔｒａｃｔ ｔｈｅ ｓｉｍ
ｐ
ｌｅ ａｂｓｔｒａｃｔ ｆｅａｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ｔａｒ
ｇ
ｅｔ
，
ａｎｄ ｔｈｅｎ ｓｕ
ｐ
ｅｒｉｍ
ｐ
ｏｓｅ
ｔｈｅ ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｉｍ
ｐ
ｌｅ ｌａ
ｙ
ｅｒ ｔｏ
ｇ
ｅｔ ｔｈｅ ｄｅ
ｐ
ｔｈ ｏｆ ｔｈｅ ｔａｒ
ｇ
ｅｔ．Ｆｉｎａｌｌ
ｙ
，
ｗｅ ｃｏｍｂｉｎｅ
ｐ
ａｒｔｉｃｌｅ ｆｉｌｔｅｒ
ｔｒａｃｋｉｎ
ｇ
ｆｒａｍｅｗｏｒｋ ｔｏ ａｃｈｉｅｖｅ ｔｒａｃｋｉｎ
ｇ
．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｉｍ
ｐ
ｌｉｆｉｅｄ ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎ ｎｅｔｗｏｒｋ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
ｃａｎ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌ
ｙ
ｃｏ
ｐ
ｅ ｗｉｔｈ ｌｏｗ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ
，
ｔａｒ
ｇ
ｅｔ ｏｃｃｌｕｓｉｏｎ ａｎｄ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｏ ｏｎ
，
ａｎｄ ｉｍ
ｐ
ｒｏｖｅ ｔｈｅ ｔｒａｃｋｉｎ
ｇ
ｅｆｆｉｃｉｅｎｃ
ｙ
ｉｎ ｃｏｍ
ｐ
ｌｅｘ ｂａｃｋ
ｇ
ｒｏｕｎｄ．
Ｋｅ
ｙ
ｗｏｒｄｓ
：
ｖｉｓｕａｌ ｔｒａｃｋｉｎ
ｇ
；
ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎａｌ ｎｅｕｒａｌ ｎｅｔｗｏｒｋ
；
Ｇａｕｓｓ ｋｅｒｎｅｌ ｆｕｎｃｔｉｏｎ
；
ｐ
ａｒｔｉｃｌｅ ｆｉｌｔｅｒ
收稿日期
：
２０１７
－
０３
－
２８
通信作者
：
柳培忠
（
１９７６
－
），
男
，
副教授
，
博士
，
主要从事仿生图像处理技术
，
智能算法的研究
．Ｅ
－
ｍａｉｌ
：
ｐ
ｚｌｉｕ＠ｈ
ｑ
ｕ．ｅｄｕ．
ｃｎ．
基金项目
：
国家自然科学基金资助项目
（
６１２０３２４２
）；
福建省物联网云计算平台建设基金资助项目
（
２０１３Ｈ２００２
）；
华
侨大学研究生科研创新能力培育计划资助项目
（
１５１１４２２００４
）
．
张景淇
- 粉丝: 39
- 资源: 276
评论0