没有合适的资源?快使用搜索试试~ 我知道了~
温馨提示
针对复杂场景中传统单一手工特征表达能力不足,以及模型更新过程中由于误差累积导致模型退化问题,提出了基于相关滤波融合卷积残差学习的目标跟踪算法。将融合了多特征的相关滤波算法定义为神经网络中的一层,将特征提取、响应图生成、模型更新整合到端到端的神经网络中进行模型训练;为解决在线更新过程中模型退化问题,引入残差学习方式引导模型更新。在基准数据集OTB-2013和OTB-2015上的实验结果表明,本文算法能够有效应对复杂场景中运动模糊、形变和光照等变化,具备较高跟踪精度与鲁棒性。
资源推荐
资源详情
资源评论
第
卷
第
期
激 光 与 光 电 子 学 进 展
年
月
Laser&O
p
toelectronicsPro
g
ress
June
相关滤波融合卷积残差学习的目标跟踪算法
杨 亚 光
,
尚 振 宏
昆明理工大学信息工程与自动化学院
云南 昆明
摘要
针对复杂场景中传统单一手工特征表达能力不 足
以 及模 型更 新 过程 中由 于 误差 累积 导 致模 型退 化 问题
提出了基于相关滤波融合卷积残差学习的目标跟踪算 法
将 融合 了多 特 征的 相关 滤 波算 法定 义 为神 经网 络 中的
一层
将特征提取
响应图生成
模型更新整合到端到 端的 神经 网 络中 进行 模 型训 练
为 解决 在线 更 新过 程中 模 型
退化问题
引入残差学习方式引导模型更新
在基准数据集
和
上的实验结果表明
本文 算法
能够有效应对复杂场景中运动模糊
形变和光照等变化
具备较高跟踪精度与鲁棒性
关键词
图像处理
目标跟踪
相关滤波
端到端学习
残差学习
中图分类号
文献标志码
doi
:
.
/
LOP.
Ob
j
ectTrackin
g
Al
g
orithm BasedonCorrelationFilterin
g
and
ConvolutionResidualsLearnin
g
Yan
g
Ya
g
uan
g
Shan
g
Zhenhon
g
Facult
y
o
f
In
f
ormationEn
g
ineerin
g
andAutomation
Kunmin
g
Universit
y
o
f
ScienceandTechnolo
gy
Kunmin
g
Yunnan
China
Abstract
Ke
y
words
OCIScodes
收稿日期
修回日期
录用日期
基金项目
国家自然科学基金
EGmail
EGmail
引
言
运动目标跟踪属于计算机视觉中一个重要研究
方向
有着广泛应用
如视频监控
人机交互
无人驾
驶等
计算机在面对复杂多变的外部环境变化和运
动目标形变情况下
往往会造成目标漂移和跟丢
因
此
该研究方向仍面临 巨 大挑战和 进 步空间
现有
的目标跟踪方法如下
11
相关滤波目标跟踪方法
相关滤波
最初用在信号处 理领域
描述信
号间的相关性
等
最先将
引入目标跟
踪中来
之 后
等
使 用 方 向 梯 度 直 方
图
特征
并加入核函数
提 出 了 核 相 关 滤 波
算 法
等
提 出 了 基 于 颜 色 特 征
的自适应维度下降
算法
以上算法 仅 使 用 单
个特征
在背景遮挡 和 形变等复 杂 场景下鲁 棒 性较
激 光 与 光 电 子 学 进 展
差
针对这一问题
后来的研 究 者创造性 地 将多种
特征融 合 在 一 起
例 如
比 例 自 适 应 核 相 关 滤 波
算 法
和
算 法
在
算 法
特征基 础 上
加 上 了 颜 色 特 征
与 单 一 特 征
目标跟踪算法相比
多特征融 合 算法具有 更 高的跟
踪精度和准确率
然而现有相关滤波目标跟踪方法
存在两个不足
特征提 取 和相关滤 波 器训练独 立
进行
无法从端到端的训练中受益
相关滤波器更
新时大多采用移动 平均方法
模型自适 应 性和稳定
性较差
12
深度学习目标跟踪方法
深度学 习 追 踪
是 第 一 个 把 深 度 模 型
运用在单目标跟踪任务 上的跟踪算 法
等
提出的算法 分 析 了 不 同 层 卷 积 神 经 网 络 特 征 的 差
异
随后
等
的研究显示出深度特征
结合相关滤波器的 巨大优势
但该算法 没 有对尺度
变化进行处理
本文使 用
数据集上
预训练的
网络作为 图 像特征提 取 网络
为防止 因 噪 声 更 新 造 成 的 模 型 退 化
本 文 借 鉴 了
算 法 中 的 残 差 学 习 思 想
利 用 残 差 学
习
来弥补预 测 响 应 图 和 真 值 响 应 图 之 间 的 偏 差
并指导模型更新
不同的是
侧重于训 练 时
利用残差促进模型 的拟合
本文引入 残 差学习主 要
用于弥补跟踪过程中基本卷积层可能造成的损失
本文 在 广 泛 使 用 的 目 标 跟 踪 数 据 集
和
上 进 行 了 实 验
结 果 表 明
在复杂多变的场景 下
相比相关 滤 波算法和 深 度学
习算法
本文提出的 基 于相关滤 波 融合卷积 残 差学
习的目标跟踪方法有更高跟踪精度和准确率
本文方法
本 文 算 法 网 络 框 架 图 如 图
所 示
输 入 第
T
帧图像
提取以第
T
帧预测的目 标 对 象 为 中 心
的候选块
将候选 块 输 入 模 型 特 征 提 取 模 块 中
特
征提 取网络选 用
具 有 最 佳 表 征 跟 踪 目 标
信息能力的 中间层
来 提 取 图 像 特 征
接 着
基本 卷 积 层 输 出 图 像 最 大 响 应 映 射
理 想 情 况
下
基本卷 积 层 输 出 和 真 实 值 相 等
然 而
实 际 情
况二者存 在 一 定 偏 差
此 时 空 间 残 差 层 和 时 间 残
差层捕获 基 本 卷 积 层 输 出 和 真 实 高 斯 响 应 差 异
合并基本卷 积层与 时 空 残 差 层 输 出 的 响 应 映 射 为
最终响应图
图
本文算法网络框架图
21
基本卷积层
本文 借 鉴 了
等
的 多 特 征 融 合 思
路
将对运动模 糊 和 光 照 具 有 鲁 棒 性 的
特 征
和对形变具有鲁性 的颜色特 征 进行融合
优势互补
从而使鲁棒性更好
具体形式如下
f
x
=
γ
f
x
+
γ
f
x
f
x
h
=
u
τ
h u
[ ]
φ
x
u
[ ]
f
x
β
=
g
ψ
x
β
g
ψ
x
β
=
β
H
u
H
ψ
u
[ ]
æ
è
ç
ö
ø
÷
l
x
p
θ
=
d
p
q
S
f
T
x
q
θ
[ ]{ }
式表示
特 征
f
和 颜 色 特 征
f
的
融合
权重系数分别为
r
和
r
式 分
别对应
特征
f
得分和颜色特征
f
得分的
剩余7页未读,继续阅读
资源评论
weixin_38675970
- 粉丝: 5
- 资源: 914
上传资源 快速赚钱
- 我的内容管理 展开
- 我的资源 快来上传第一个资源
- 我的收益 登录查看自己的收益
- 我的积分 登录查看自己的积分
- 我的C币 登录后查看C币余额
- 我的收藏
- 我的下载
- 下载帮助
最新资源
资源上传下载、课程学习等过程中有任何疑问或建议,欢迎提出宝贵意见哦~我们会及时处理!
点击此处反馈
安全验证
文档复制为VIP权益,开通VIP直接复制
信息提交成功