自适应尺寸变化的meanshift跟踪

最近在看meanshift方面的文章,看了一篇博文对这篇文章《Robust scale-adaptive meanshift for tracking》寄予很高的评价,所以把这篇文章简要的读了一下,下面对这篇文章的核心思想和算法实现过程进行简要整理,因为这篇文章与我目前项目的关系不是太大,所以就不对这篇文章进行实现了,这篇文章就作为技术储备了。
文章在前面对meanshift的原理进行了整理和推倒,由于之前对meanshift已经有了初步了解,所以在这就不对meanshift进行介绍了。主要介绍作者的算法。

meanshift尺寸估计

假设视频帧中目标尺寸是以同向的方式进行变化的,这里写图片描述表示像素的位置,N表示图像中像素的个数,目标在图像中用椭圆区域表示为这里写图片描述目标模型在特征这里写图片描述概率密度表示为

其中C是归一化参数。是当前帧运动目标像素的位置,目标的中心是位置y,采用相同的核密度函数,目标状态为
自适应尺寸变化的meanshift跟踪_第1张图片
h是目标当前状态的尺寸。
n1目标模板在椭圆区域内的像素个数,nh是目标当前状态在h尺寸下像素的个个数,则这里写图片描述,则

则Bya公式可以表示为

根据meanshift原理,我们可以表示为
自适应尺寸变化的meanshift跟踪_第2张图片
自适应尺寸变化的meanshift跟踪_第3张图片

算法实现过程

MS(s)—Meanshift with regularize scale estimation
输入:目标模板直方图这里写图片描述,开始位置,初始尺寸这里写图片描述
输出:终止位置,终止时尺寸这里写图片描述
t=1;
循环
公式(10)计算,公式(14)计算权重这里写图片描述
根据公式(20)更新目标位置这里写图片描述
根据公式(21)得到的结果这里写图片描述更新;
t=t+1;
这里写图片描述
除了尺寸的更新这个过程与标准meanshift过程一样。在这里应用了两个参数,第一个 我们假设目标尺寸并没有剧烈的变化,因此我们对尺寸变化的处理如下(22)所示:
这里写图片描述
其中尺寸参数h被界定在这里写图片描述之间。
这里写图片描述强迫搜索窗中包含一定比例的背景像素。这里写图片描述的函数如(23)所示:
自适应尺寸变化的meanshift跟踪_第4张图片
这里写图片描述表示搜索窗中背景像素所占的比例。背景像素所占的权值如下计算:
这里写图片描述
分子是目标模板这里写图片描述的像素权重和,分母是所有像素的权重和。
MS(fd)—Meanshift with scale and backward consistency check
MS(s)对于视频中背景分布分散不适用,所以作者提出了返回确认尺寸的MS(fd)方法,通过t-1到t估计位置这里写图片描述,用估计的位置进行t到t-1的位置和尺寸确认。这个确认过程保证了背景分散的尺寸估计不会崩溃,并且矫正跟踪错误。
算法过程:
输入:目标模板直方图这里写图片描述,开始位置,初始尺寸这里写图片描述
输出:每一帧的位置和尺寸这里写图片描述
自适应尺寸变化的meanshift跟踪_第5张图片
作者实验过程中的参数为:
这里写图片描述这里写图片描述这里写图片描述,,,这里写图片描述

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