基于深度学习的多目标跟踪算法研究

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多目标跟踪任务需要在视频图像中确定目标位置、维持目标身份信息。通过将深度学习方法应用到数据驱动条件下来学习特征的思路已经在多个研究领域取得了很好的效果。因此,本文将深度学习方法引入到多目标跟踪框架中,期望提升跟踪的整体性能。此问题的研究具有重要的工业价值与广泛的军事应用前景。本文主要工作包括以下三个部分:(1)分析了多目标跟踪问题研究现状与发展趋势,对主流多目标跟踪公开数据集MOT16进行了详细说明,对当前多目标跟踪领域权威CLEAR MOT评价体系进行了详细阐述。(2)针对Deep Sort算法中目标与轨迹匹配失败问题,提出了基于孪生网络与光流的多目标跟踪算法。算法以Res Net50为骨架,构建孪生网络结构,通过对目标相似度的度量,减小跟踪过程中目标形变、相似外观对跟踪准确度的影响。同时,建立结合光流的卡尔曼滤波运动模型,融合光流预测与检测输入,提高卡尔曼滤波可靠性,以应对跟踪过程中目标误报、漏报的挑战。改进的算法在跟踪准确度性能上有所提升,实现了良好的跟踪效果。(3)针对跟踪过程中目标复杂运动以及遮挡问题,提出了基于循环网络的多目标跟踪算法。算法以LSTM(Long Short-Term Memory)结构为骨架,建立“编码-解码”循环网络目标运动模型,利用目标历史轨迹信息,对未来目标可能的位置进行预测。循环网络通过准确的目标位置预测,提高了跟踪性能。同时,为缓解目标漏报、身份转换问题,对跟踪轨迹进行聚类优化,进一步提升了轨迹的准确度。通过与国际先进算法在公开数据集中的比较与分析,验证了算法的有效性。
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