复杂背景下运动目标的图像跟踪方法研究

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雅宝题库解析：
视频目标跟踪是计算机视觉领域的一个核心题目，在军事、视频监控、机器人视觉导航、人机交互、以及医疗诊断等许多方面有着广泛的应用前景。视频目标跟踪的研究目的是模拟人视觉运动感知功能，赋予机器辨识序列图像中运动目标的能力，并计算出运动目标的运动学参数，实时的跟踪目标。由于现实生活中，大量有意义的视觉信息都包含在运动当中，人们往往只对运动目标感兴趣。因此，对运动目标跟踪的研究具有十分重要的意义和实用价值。运动目标检测方面，本文在分析了常用的几种目标检测方法的基础上，针对帧差法对噪声抑制能力不足、精度差的缺点，采用一种三帧差分加波门预估的方法。该方法将差分得到的目标用波门框起来，根据前几帧信息，用最小二乘法拟合预测出下一帧的位置，实验表明，在背景不复杂的情况下可以取得较好的效果。运动目标跟踪方面，本文分析了Mean Shift的基本原理，并通过实验说明其优缺点。针对核宽固定的Mean shift算法不能对尺度和旋转变化的目标进行有效跟踪的缺点，提出了一种改进的自适Mean shift算法。该算法将两维的Mean shift算法扩展到三维，同时又加入了多尺度理论，使得算法能够适应目标旋转和尺度的变化。实验表明，新算法能够有效的适应目标旋转缩放等复杂运动。通过对前面理论分析，本文搭建了一套飞行器运动目标跟踪系统实验平台，详细给出了该实验平台的软硬件组成、功能以及操作步骤，并利用该平台进行了运动目标检测与跟踪半实物仿真实验,结果表明，实验平台能够满足实时性和跟踪精度的要求，证明了算法和实验平台的有效性，可以将该实验平台用到实际中。