多目标跟踪(MOT)

核心搜索算法(常见的预测算法有Kalman(卡尔曼)滤波、扩展卡尔曼滤波、粒子滤波)

Kalman滤波

        Kalman滤波器是通过前一状态预测当前状态,并使用当前观测状态进行校正,从而保证输出状态平稳变化,可有效抵抗观测误差。

        在视频处理的运动目标跟踪里,每个目标的状态可表示为(x,y,w,h),x和y表示目标位置,w和h表示目标宽高。一般地认为目标的宽高是不变的,而其运动速度是匀速,那么目标的状态向量就应该扩展为(x,y,w,h,dx,dy),其中dx和dy是目标当前时刻的速度。通过kalman滤波器来估计每个时刻目标状态的大致过程为:
        对视频进行运动目标检测,通过简单匹配方法来给出目标的第一个和第二个状态,从第三个状态开始,就先使用kalman滤波器预测出当前状态,再用当前帧图像的检测结果作为观测值输入给kalman滤波器,得到的校正结果就被认为是目标在当前帧的真实状态。

扩展卡尔曼滤波(EKF)和无迹卡尔曼滤波(UKF)

        由于卡尔曼滤波的假设为线性问题,无法直接用在非线性问题上,EKF和UKF解决了这个问题(这个线性问题体现在用测量量来计算预测量的过程中)。
        EKF是通过构建线性函数g(x),与非线性函数相切,并对每一时刻所求得的g(x)做KF。UKF与EKF去求解雅可比矩阵拟合线性方程的方法不同,通过对那个先验分布中的采集点,来线性化随机变量的非线性函数。与EKF所用的方法不同,UKF产生的高斯分布和实际高斯分布更加接近ÿ

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