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第
29
卷第
11
期
2009
年
11
月
北京理工大学学报
Transactions
of
Beijing
Institute
of
Technology
Vo
l.
29
No.11
Nov. 2009
改进
PF
法对红外图像中
孔的跟踪
赵三元,
沈庭芝,
林健文,
胡字,
田卉
(北京理工大学信息与电子学院,北京
10008
1)
摘
要:提出一种基于粒子滤波的红外目标跟踪的新算法.用该算法对采样粒子进行优化,改进了重采样环节,在
不影响跟踪准确率的条件下,提高了算法的速度.实验结果表明,将此算法运用到瞌孔跟踪中,跟踪比较准确有效.
同时,将
Hough
变换应用到了幢孔边缘的定位领域中,此算法有效改进了红外图像中眼睛膛孔的跟踪效果.
关键词:膛孔定位
p
粒子滤波
s
粒子重采样
中图分类哥:
TN
247
文献标识码
:A
文章编号:
1001-0645
C
2009)
11-0994-04
IR
Pupil
Tracking
ßased
on
Optimized
Particle
Filter
ZHAO
San-yuan
,
SHEN
Ting-zhi
,
KIN
Man
Lam
,
HU
Yu
,
TIAN
H ui
CSchool
of
Information and Electronics,
Beijing
Institute
of
Technology,
Beijing
100081
, China)
Abstract:
Presents
a
particle
filter-based
algorithm
for
IR
target-tracking.
In
this
algorithm
,
sampling
particles
are
optimized
and
se\
ected
,
and
the
re-sampling
phase
is
improved.
It
solves
the
problems
of
massive
computation
in
traditional
particle
filter.
And
this
method
is
adopted
in
tracking
pupil
,
which
has
better
precision
and
higher
efficiency.
The
paper
also
applied
Hough
transform
to
locate
the
edge
of
pupil
and
achieved
very
good
results.
Key
words:
pupillocalization;
particle
filter(PF);
particle
re-sampling
目前有许多目标眼踪方法都是在贝叶斯框架下
进行的,首先对目标未来时刻的状态提出各种假设,
然后通过观测值(实测图像)对假设进行验证.对目
标状态进行预测最常用的方法是卡尔曼滤波.常规
的卡尔曼滤波算法要求系统是线性高斯型的,对于
非线性、非高斯系统而言,不能直接用来解决目标跟
踪问题.依据热成像原理产生的红外图像,易产生
图像中目标形状模糊、边缘不清晰的情况,且红外目
标场景中的噪声不是白噪声,因此对红外图像中目
标的跟踪成为关注的热点.
此后各种非线性滤波算法相继产生.扩展卡尔
曼算法
(EKF)
对非线性系统进行局部线性化,只适
用于滤波误差和预测误差很小的情况.蒙特卡罗算
法,即粒子滤波器
(PF)
,是最近出现的解决非线性
问题的有效算法[叫.粒子滤波器利用一系列随机
抽取的样本(粒子)替代状态的后验概率分布.同时
收稿日期:
2008 -
09
-
18
基金项目:国家自然科学基金资助项目
(60772066)
PF
的复杂度和精确度只与粒子的数量,以及粒子滤
波器本身算法有关系,与状态空间的维数无关.当
粒子数变得足够大时,通过随机抽样方法就可以得
到状态后验分布很好的近似.该算法摆脱了解决非
线性滤波问题时随机量必须满足高斯分布的制约条
件,并适用于任何能用状态空间模型表示的非线性
系统.
作者将
Hough
变换应用到了睡孔边缘的定位
中,同时提出了基于粒子滤波的红外图片眼踪算法,
改进了重采样环节.该方法结合了局部最优化原理
对系统观测环节加以改进.
1
法基本原理
1. 1
利用
Hough
变换检测瞌孔边缘算法
文献
[4
-
6J
中详细介绍了将
Hough
变换用于
圆的检测.
Hough
变换的基本思想是将图像空间变
作者简介:赵三元
(1985-)
,女,博士生
.E-mail:sanyuan.zhao@gmai
l.
com;
沈庭芝
0943
←)
,女,教授,博士生导师.
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