基于检测与嵌入联合的多目标跟踪算法研究

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近年来,我国出台了多项政策大力推动智能安防产业发展。在智能监控场景下,应用多目标跟踪算法,可以对其中的人物进行实时、准确的跟踪,因而具有很大的研究价值。现有的多目标跟踪算法,存在遮挡情况下容易跟丢目标、跟踪轨迹不连续、跟踪漂移等问题。针对上述问题,提出了相应的解决方法。首先,提出基于注意力的多目标跟踪算法。原有算法重识别(Re-identification,Re ID)分支对目标辨识力强的特征提取能力不足。通过引入注意力模块,加强Re ID分支的特征提取能力,削弱不可靠特征的影响,使网络学习到更加具有区分度的目标外观特征,提高网络对目标外观变化的鲁棒性。通过利用更加纯净的外观特征进行检测结果与目标轨迹之间的匹配,能更好地应对遮挡等复杂场景,提高跟踪时的准确性。其次,提出自适应卡尔曼滤波(Kalman Filter,KF)算法。原有KF算法在遮挡情况下不能进行准确的运动信息预测。通过将检测置信度得分融入测量噪声中,进行噪声的动态自适应调制,使得预测方程更新结果更加准确,获得更加精准的目标运动信息预测结果。再次,提出多模板特征更新策略。通过保存目标历史期间的平均Re ID人形特征、最新的特征与指数移动平均(Exponential Moving Average,EMA)特征,用这三个特征作为目标的模板,对目标外观进行更加精细化的建模,获得更加鲁棒的模板库。最后,通过在MOT16、MOT17和MOT20数据集上进行定性与定量实验,验证了所提出的算法的有效性。实验表明,所提出的算法跟踪准确率有一定提高,在MOT17数据集上MOTA达到73.1%,IDF1达到了73.4%,性能优于目前的多数算法,遮挡情况下跟踪轨迹更加连续。通过可视化结果的展示,可以看到所提出的算法对输入图像的尺度变化具有鲁棒性和稳定性,在遮挡情况下跟踪性能也表现良好。
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