电子学报 ›› 2014, Vol. 42 ›› Issue (11): 2150-2156.DOI: 10.3969/j.issn.0372-2112.2014.11.004

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基于关键区域特征匹配的视觉跟踪算法

余旺盛, 田孝华, 侯志强, 黄安奇, 刘翔   

  1. 空军工程大学信息与导航学院, 陕西西安 710077
  • 收稿日期:2013-08-22 修回日期:2014-07-12 出版日期:2014-11-25 发布日期:2014-11-25
  • 作者简介:余旺盛 男,1985年出生于湖南平江,分别于2008年和2010年获空军工程大学电讯工程学院信号与信息处理专业学士学位和硕士学位,现于空军工程大学信息与导航学院攻读博士学位,主要研究方向为数字图像处理与模式识别. E-mail:xing_fu_yu@sina.com;田孝华 男,1965年出生于湖南石门,2003年获西安电子科技大学信号与信息处理专业博士学位,现为空军工程大学信息与导航学院教授、博士研究生导师,主要研究领域为无线电定位、阵列信号处理、非平稳信号处理、无线电导航等. E-mail:xht65@sina.com
  • 基金资助:

    国家自然科学基金(No.61175029)

Visual Tracking Algorithm Based on Feature Matching of Key Regions

YU Wang-sheng, TIAN Xiao-hua, HOU Zhi-qiang, HUANG An-qi, LIU Xiang   

  1. Information and Navigation College, Air Force Engineering University, Xi'an, Shaanxi, 710077, China
  • Received:2013-08-22 Revised:2014-07-12 Online:2014-11-25 Published:2014-11-25

摘要:

针对视觉跟踪中目标表观的复杂变化问题,提出了一种基于关键区域特征匹配的鲁棒跟踪算法.首先对目标模板进行初始化并通过滤波预测得到目标候选;然后采用自适应标记分水岭算法对目标模板和目标候选进行分割以提取关键区域,并利用像素的空间和频率分布特性对关键区域进行多重特征描述;最后通过关键区域的特征匹配得到目标模板与目标候选的匹配关系,由此确定最终跟踪结果并进行模板更新.对目标发生尺度、遮挡、旋转、光照、姿态、复杂背景以及运动模糊等变化的视频序列进行了仿真测试.实验结果表明,所提算法能够有效处理目标表观的复杂变化问题,尤其对目标的部分遮挡、光照变化以及复杂背景等具有较强的鲁棒性.

关键词: 视觉跟踪, 区域分割, 区域匹配, 标记分水岭

Abstract:

In order to cope with the complex variation of target appearance during visual tracking,a robust tracking algorithm based on feature matching of key regions is proposed.Firstly,it initializes the target model and obtains target candidate through filter prediction.Then,it extracts the key regions of target model and target candidate using adaptive marker-based watershed algorithm and describes them with multiple features.Finally,it matches the key regions to get the mapping from target model to target candidate and calculates the final tracking results to output and update the target model.The proposed algorithm is tested on the video database containing the appearance variation of scale,occlusion,rotation,illumination,pose,background clutters,and motion blur.The experimental results demonstrate that the proposed algorithm can well cope with the complex appearance variation,especially shows the robustness to the partial occlusion,illumination and background clutters.

Key words: visual tracking, region segmentation, region matching, marker-based watershed

中图分类号: