基于Qt嵌入式跟蹤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、機(jī)器視覺(jué)技術(shù)是近年來(lái)的研究熱點(diǎn)，智能目標(biāo)檢測(cè)與跟蹤有著極其重要的地位。然而大多數(shù)目標(biāo)檢測(cè)算法在動(dòng)態(tài)背景下不夠準(zhǔn)確，實(shí)時(shí)性較低。當(dāng)目標(biāo)受遮擋、旋轉(zhuǎn)、光照等更多因素影響時(shí)，一般的跟蹤算法容易發(fā)生跟蹤丟失，抖動(dòng)等現(xiàn)象。且受限于算法的高復(fù)雜度，產(chǎn)生巨大的計(jì)算量，目標(biāo)的檢測(cè)與跟蹤算法難以逃離大型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，致使在多樣的移動(dòng)設(shè)備中難以應(yīng)用。
　　本文主要針對(duì)這些問(wèn)題，提出了一種基于特征匹配的運(yùn)動(dòng)對(duì)消全局矢量估計(jì)方法，對(duì)運(yùn)動(dòng)背景補(bǔ)償，進(jìn)而對(duì)運(yùn)動(dòng)

2、目標(biāo)進(jìn)行準(zhǔn)確性檢測(cè)。提出了基于Bhattacharyya系數(shù)估計(jì)的局部特征更新方法，并結(jié)合卡爾曼濾波進(jìn)行實(shí)時(shí)性跟蹤。實(shí)驗(yàn)證明具有良好的魯棒性和實(shí)時(shí)性。最后，把此算法利用Qt跨平臺(tái)開(kāi)發(fā)工具開(kāi)發(fā)成應(yīng)用程序，成功的移植到達(dá)芬奇DM6446開(kāi)發(fā)板的嵌入式操作系統(tǒng)中。本文主要工作包括以下幾個(gè)方面：
　　學(xué)習(xí)并且研究了近些年目標(biāo)檢測(cè)與跟蹤技術(shù)基本理論和最新算法，詳細(xì)解析了經(jīng)典熱門(mén)的特征點(diǎn)算子。研究了基于估計(jì)的卡爾曼濾波跟蹤方法和粒子濾波跟蹤方

3、法。介紹了嵌入式設(shè)備DM6446和開(kāi)發(fā)工具QT的構(gòu)架。
　　提出了一種動(dòng)態(tài)場(chǎng)景下的目標(biāo)檢測(cè)算法。雖然用經(jīng)典的算法，例如SURF和SIFT等來(lái)提取特征點(diǎn)，在有尺度、旋轉(zhuǎn)、亮度等眾多因素變化情況下具有一定程度的穩(wěn)定性。但是由于生成特征點(diǎn)速度緩慢，不利于實(shí)時(shí)性的檢測(cè)。假定檢測(cè)目標(biāo)在連續(xù)視頻序列中相對(duì)平穩(wěn)，本文使用基于FAST的FREAK特征算子篩選特征點(diǎn)來(lái)提高檢測(cè)速度。當(dāng)目標(biāo)外形較大時(shí)生成的局部特征點(diǎn)，影響全局矢量估計(jì)導(dǎo)致檢測(cè)失敗，對(duì)于

4、這種情況，運(yùn)用RANSAC算法去除誤匹配，結(jié)合網(wǎng)格法和運(yùn)動(dòng)對(duì)消法求得補(bǔ)償背景。最后，運(yùn)用多幀差分、形態(tài)學(xué)濾波、閾值分割等方法能夠準(zhǔn)確的檢測(cè)提取出目標(biāo)區(qū)域。
　　提出了一種動(dòng)態(tài)場(chǎng)景下的目標(biāo)跟蹤算法。通常在視頻序列中目標(biāo)具有較強(qiáng)的機(jī)動(dòng)性，本文選用匹配和實(shí)效性較好的Freak特征算子。對(duì)于跟蹤目標(biāo)存在遮擋和抖動(dòng)的問(wèn)題，采用卡爾曼濾波方法來(lái)對(duì)目標(biāo)位置進(jìn)行連續(xù)性估計(jì)。對(duì)于目標(biāo)形變會(huì)引起特征變化的問(wèn)題，提出用Bhattacharyya系數(shù)估計(jì)