基于改进Condensation滤波技术的视觉跟踪算法..doc

工学硕士学位论文 基于改进Condensation滤波技术的视觉跟踪算法 作者: 于洋 指导教师: 韩斌副教授 江苏科技大学 2005年4月Master’s Dissertation An Algorithm of visual tracking based on improved Condensation Filtering Technique By Yu Yang Under the guidance and supervision of Associate Professor Han Bin At Jiangsu University of Science and Technology April， 2005 基于Condensation滤波的改进算法 摘要 近年来，基于运动目标的视觉跟踪分析在机器视觉领域中备受关注，此外，随着计算机技术发展、计算能力的快速增长和计算成本的不断降低，基于粒子滤波的Condensation算法已经成为目前研究非线性、非高斯动态系统最优估计问题的一个热点和有效方法。 一般来说，计算机视觉跟踪的过程包括对包含目标的图像序列进行目标检测、目标识别、目标跟踪，并对其运动行为进行理解和描述。运动目标的行为分析一直是视觉跟踪领域的一个技术难点。 本文重点研究了运动目标的视觉跟踪算法。首先介绍了几种典型的视觉跟踪预处理方法，如全局阈值算法，区域生长，分裂合并算法，并对全局阈值算法进行了适当的改进，提高了视觉跟踪预处理的效率；接着介绍了目标的质心确定算法；然后介绍并采用了两种典型的视觉预测跟踪方法，即卡尔曼滤波预测跟踪算法和Condensation滤波预测跟踪算法，并给出了详细的实验结果与分析；最后，研究了改进的基于粒子滤波的Condensation滤波算法，文中用卡尔曼滤波器对每一个粒子滤波，产生下一个预测粒子,使得权值大的粒子更容易被采样，并和经典的Condensation算法作了实验比较。 实验结果表明，改进的基于粒子滤波的Condensation算法视觉跟踪效果要明显优于前面两种方法，在视觉跟踪领域有广泛的实用价值。 关键词: 视觉跟踪，粒子滤波，非线性，非高斯，视觉跟踪预处理，卡尔曼滤波，Condensation滤波， 改进型Condensation滤波 An improved algorithm based on Condensation filtering Abstract Recently, the analysis of visual tracking based on target moving has attracted more attention in the area of computer vision. Furthermore, with the improvement of calculation ability of computers and the continued reduction of computational cost, the Condensation algorithm has become the most popular way to study the optima estimation problems from nonlinear and Non-Gaussian dynamic system. Generally speaking,a serial sequence of finishing dynamic tracking include checking,recognition and tracking targets in the image sequences and manage to understand and depict their associated activities.However,it is always a significant technical difficulty of analyzing the target activities in computer vision area. This dissertation introduces several typical preprocessing methods of visual tracking, for example, global thresholding, region growing, region splitting and Merging. C