本文選題：視頻跟蹤 + 二維目標跟蹤　； 參考：《山東大學》2015年博士論文

【摘要】：隨著計算機技術(shù)的高速發(fā)展,計算機視覺領(lǐng)域的研究呈現(xiàn)出多樣性的特點,一方面,對于基本視覺問題,比如目標跟蹤與檢測,仍然是研究的熱點；另一方面,建立在這些底層視覺問題之上的更高層的問題研究獲得了越來越多的關(guān)注,比如視頻內(nèi)容解析等。相比于單純的底層視覺問題來說,視頻內(nèi)容解析則需要更多的語義分析。盡管如此,這些高層問題往往也依賴于一些底層的視覺技術(shù)。本文對基于視頻的跟蹤的基本視覺問題進行了深入的研究,并以此為基礎(chǔ)研究了視頻裝配解析問題。首先,研究了基于視頻的二維目標跟蹤問題,該問題是所有跟蹤問題中最為基礎(chǔ)的問題,同時也是跟蹤領(lǐng)域的主要研究方向。二維目標跟蹤主要研究如何在連續(xù)的視頻幀畫面中得到目標物體在視頻畫面中的位置信息,其茬視頻監(jiān)控、人機交互等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。其次,研究了基于視頻的三維目標跟蹤問題。相比于二維目標跟蹤,三維目標跟蹤需要連續(xù)的估計出目標物體相對于相機的空間姿態(tài)變換關(guān)系,而不僅僅只是圖像中的二維位置。該技術(shù)在增強現(xiàn)實、機器人、視覺伺服等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用。最后,研究了基于視頻的自動裝配解析技術(shù)。自動裝配解析技術(shù)是指系統(tǒng)可以自動的分析出用戶的裝配過程,并在線實時的指導用戶裝配物體。該技術(shù)不僅需要在底層識別跟蹤出視頻場景中出現(xiàn)的物體,同時還需要在高層上理解物體與物體之間的裝配關(guān)系,從而是更高層的視覺問題。本文對這三類問題展開了深入的研究。本文的主要貢獻如下：1.提出一種基于稀疏和局部線性編碼的目標二維跟蹤模型。已有的目標跟蹤主要基于粒子濾波框架,通過對狀態(tài)空間的隨機采樣來估計物體的位置狀態(tài),需要單獨地計算每個粒子的權(quán)重,毫無疑問,這并不是一種有效的搜索策略。本文提出一種基于線性編碼的跟蹤模型,在采樣的粒子基礎(chǔ)上,通過構(gòu)建一個連續(xù)的外觀表示空間,使得被跟蹤目標可以直接由其周圍的采樣粒子稀疏線性表示,并通過迭代優(yōu)化的策略來搜索目標,使得跟蹤的精度和速度均得以提升。更進一步,跟粒子濾波類似,該模型可以跟各種外觀表示模型進行結(jié)合,說明本文提出的跟蹤模型具有一定的可擴展性。2.提出一種基于全局優(yōu)化搜索的目標三維跟蹤算法。針對在復雜環(huán)境下基于輪廓的三維無紋理跟蹤算法容易失敗的情況,提出一種基于全局優(yōu)化搜索的無紋理三維跟蹤算法。通過構(gòu)建一個基于能量函數(shù)的圖模型來對圖像中的候選對應(yīng)點進行建模,采用動態(tài)規(guī)劃進行有效的求解。由于利用了對應(yīng)點之間的連續(xù)性,因此,相比于局部優(yōu)化搜索算法,本文提出的算法更加魯棒,不僅在復雜環(huán)境中有效,而且對于那些內(nèi)部結(jié)構(gòu)有鏤空的三維物體也非常有效。3.提出一種基于視頻的物體自動裝配解析技術(shù)。針對視頻解析過程中,由于遮擋、光照變化等因素造成的模糊性問題,提出了一種基于樹結(jié)構(gòu)的在線推斷算法,通過引入部件的裝配規(guī)則約束,使得在裝配過程中,部件之間精確裝配參數(shù)的搜索空間大為減少,從而將一個復雜的連續(xù)幾何分析問題簡化為一個簡單的離散三維枚舉驗證問題。此外,在裝配分析過程中,并不立即判斷單個部件的識別結(jié)果,而是通過全局優(yōu)化的在線推斷算法來解決單個部件或單次裝配過程中出現(xiàn)的模糊性問題。
[Abstract]:Along with the high - speed development of computer technology , the research of computer vision field presents the characteristics of diversity , on the one hand , for basic visual problems , such as target tracking and detection , it is still the hot spot of research ;
On the other hand , more and more attention has been paid to the problem of video content analysis , such as video content analysis , etc . In addition , in the process of assembly analysis , the identification result of a single component is not immediately judged , but the fuzzy problem of single component or single assembly process is solved by means of global optimization on - line inference algorithm .
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TP391.41

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本文編號：1908342