固定攝像下的運(yùn)動(dòng)車輛檢測與跟蹤

1、報(bào)告人：吳園報(bào)告人：吳園指導(dǎo)教師：黎寧指導(dǎo)教師：黎寧技 術(shù)優(yōu) 點(diǎn)缺 點(diǎn)幀幀 差差 法法對視覺場內(nèi)的光線逐步變化不敏感， 易于實(shí)時(shí)處理 。對靜止車輛無法檢測；對運(yùn)動(dòng)車輛速度敏感；容易產(chǎn)生空洞的檢測結(jié)果。背景差法易于實(shí)時(shí)處理。能檢測出靜止車輛對長時(shí)間光線變化敏感。光 流 法 直接計(jì)算運(yùn)動(dòng)信息，對車輛的顏色不敏感，能容忍尺度的變化。計(jì)算量大，實(shí)時(shí)性差，需要特定硬件支持。視頻分割法取決于不同分割方法的分割效果，計(jì)算量大。-1( , )( , ) -( , )tttD i jI i jIi j-1-1-2( , )( , ) -( , )tttDi jIi jIi j-1( , )( , )( , )t

2、ttDD i jBD i jBDi j 在目標(biāo)輪廓提取過程中，曲面變化時(shí)，在目標(biāo)輪廓提取過程中，曲面變化時(shí)，零水平集曲線零水平集曲線也隨之也隨之變化，即圖像空間的二維曲線也隨之演變，變化，即圖像空間的二維曲線也隨之演變，演變演變至物體輪廓處至物體輪廓處停止，從而停止，從而檢測出物體的輪廓檢測出物體的輪廓，并通過曲線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化解，并通過曲線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化解決多個(gè)目標(biāo)的輪廓獲取的問題。決多個(gè)目標(biāo)的輪廓獲取的問題。 一種一種演化曲線的幾何模型演化曲線的幾何模型，具有拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化能力和參數(shù)依，具有拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化能力和參數(shù)依賴小等特點(diǎn)，利用水平集方法跟蹤物體特別是賴小等特點(diǎn)，利用水平集方法跟蹤物體特別

3、是非鋼體目標(biāo)非鋼體目標(biāo)，很，很好的把基于區(qū)域的和基于邊緣的分割方法統(tǒng)一起來，獲得物體好的把基于區(qū)域的和基于邊緣的分割方法統(tǒng)一起來，獲得物體的輪廓。成為運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測領(lǐng)域里熱門的技術(shù)。的輪廓。成為運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測領(lǐng)域里熱門的技術(shù)。( )( , , )0u tx y t零水平集函數(shù)零水平集函數(shù)滿足滿足uut uFNut 速度函數(shù)速度函數(shù)uFut 水平集模型的零水平集曲線進(jìn)化過程速度函數(shù)水平集模型的零水平集曲線進(jìn)化過程速度函數(shù)F F約束下的曲線的擴(kuò)展和收縮過程。約束下的曲線的擴(kuò)展和收縮過程。將圖像物體的邊緣的將圖像物體的邊緣的梯度與速度項(xiàng)梯度與速度項(xiàng)F F相關(guān)聯(lián)相關(guān)聯(lián)，即在梯度最大，即在梯度最大的時(shí)候?qū)⒌?/p>

4、時(shí)候?qū) F設(shè)為近似零值，引導(dǎo)曲線向邊緣收斂，最終停留設(shè)為近似零值，引導(dǎo)曲線向邊緣收斂，最終停留在物體的輪廓上在物體的輪廓上 F=0 F=0時(shí)，曲線停止演化；時(shí)，曲線停止演化； F0F0F0時(shí)，曲線讓外擴(kuò)展，從而收縮到希望的物體輪廓處。時(shí)，曲線讓外擴(kuò)展，從而收縮到希望的物體輪廓處。目標(biāo)外輪廓提取目標(biāo)外輪廓提取(1) (1) 初始化：初始化： 初始化水平集函數(shù)初始化水平集函數(shù) 和循環(huán)鏈表和循環(huán)鏈表 , ,計(jì)算循環(huán)鏈表上的每一點(diǎn)的計(jì)算循環(huán)鏈表上的每一點(diǎn)的F F值值, ,規(guī)定最大迭代次數(shù)規(guī)定最大迭代次數(shù)N N；(2) (2) 收縮過程：遍歷現(xiàn)存鏈表收縮過程：遍歷現(xiàn)存鏈表, ,對鏈表上任一點(diǎn)對鏈表上任

5、一點(diǎn)p,p,如果如果F0,F0,把把p p變?yōu)橥恻c(diǎn)變?yōu)橥恻c(diǎn)( (從循環(huán)從循環(huán)鏈表中刪除鏈表中刪除), ,), ,同時(shí)遍歷同時(shí)遍歷p p的四鄰域的四鄰域, ,對四鄰域中任一個(gè)點(diǎn)如果其水平對四鄰域中任一個(gè)點(diǎn)如果其水平集函數(shù)集函數(shù)0,0,把它選為邊界點(diǎn)把它選為邊界點(diǎn)( (加入循環(huán)鏈表加入循環(huán)鏈表), ), 令其令其=0 ;=0 ;重新計(jì)算新鏈表上的每一重新計(jì)算新鏈表上的每一點(diǎn)的點(diǎn)的F F值；值；(3) (3) 膨脹過程：遍歷現(xiàn)存鏈表膨脹過程：遍歷現(xiàn)存鏈表 , ,對鏈表上任一點(diǎn)對鏈表上任一點(diǎn)p ,p ,如果如果F0 ,F0,0,把它選為邊界點(diǎn)把它選為邊界點(diǎn)( (加入循環(huán)鏈表加入循環(huán)鏈表), ), 令為

6、零令為零 ; ;重新計(jì)算新鏈表上的每重新計(jì)算新鏈表上的每一點(diǎn)的一點(diǎn)的F F值；值；(4) (4) 如果循環(huán)鏈表上任意一點(diǎn)如果循環(huán)鏈表上任意一點(diǎn)F F值都不大于零或迭代次數(shù)達(dá)到值都不大于零或迭代次數(shù)達(dá)到N,N,結(jié)束演化結(jié)束演化, ,否則否則轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)(2)(2)繼續(xù)迭代。繼續(xù)迭代。( )pD( )pD 采用采用區(qū)域競爭法區(qū)域競爭法獲得的值作為速度函數(shù)獲得的值作為速度函數(shù)F F值時(shí)，區(qū)域的窗口值時(shí)，區(qū)域的窗口尺寸大小對結(jié)果影響很大，窗口過小時(shí)無法反應(yīng)出像素全局尺寸大小對結(jié)果影響很大，窗口過小時(shí)無法反應(yīng)出像素全局分布信息，弱化了邊緣信息，像素的全局分布在圖像的統(tǒng)計(jì)分布信息，弱化了邊緣信息，像素的全局分布在

7、圖像的統(tǒng)計(jì)勢能中能充分反應(yīng)出，采用勢能中能充分反應(yīng)出，采用統(tǒng)計(jì)勢能統(tǒng)計(jì)勢能作為作為F F值。值。221( )exp2bbbbiG i221( )exp2ooooiG i背景分布函數(shù)目標(biāo)分布函數(shù) 定義判斷函數(shù) ( ( , )ln( ( , ) ln( ( , )obP i x yP i x yP i x y( ( , )staEP i x ydxdy統(tǒng)計(jì)勢能統(tǒng)計(jì)勢能零水平集輪廓進(jìn)化即最小化能量方程 0arg min,E I222222()() , 1ln2obobboiiE It 最陡下降法曲線進(jìn)化方程 222222()()1ln2obobboiiF a文獻(xiàn)結(jié)果 b未加入運(yùn)動(dòng)信息結(jié)果 c本文分割結(jié)果 建立狀態(tài)模型和測量模型方程，根據(jù)KALMAN理論的遞推公式，對建立的假設(shè)模型進(jìn)行推導(dǎo)，利用估計(jì)的數(shù)據(jù)去代替匹配中丟失的數(shù)據(jù)，利用預(yù)測的數(shù)據(jù)作為下一幀活動(dòng)輪廓進(jìn)化的初始值。 理想情況下，每一幀圖像中獲得目標(biāo)的位置，構(gòu)成目標(biāo)運(yùn)動(dòng)的軌跡，但是由于干擾的存在造成前后幀特征匹配錯(cuò)誤( )(,)TX tCx Cy Vx Vy ax ay height width Vheg Vwdth 狀態(tài)模型： 1ttttXA X( )( )ttY tH X t