基于多目摄像头拼接视频的目标跟踪研究

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随着社会的发展,目标跟踪技术被应用到越来越多的领域,在多种场合发挥着重要的作用。一般传统的目标跟踪都是基于普通单摄像头的,但是这样的技术已经不能适用于很多特殊场合,例如一些广视角、宽范围场合。为了解决这个问题,如果使用多个单摄像头接力跟踪的方法,跟踪精度较低,效果较差,而购买高档广角镜头则成本昂贵。所以,本文使用基于多目摄像头拼接视频的目标跟踪方法应对这一问题。同时,针对基于拼接视频的目标跟踪在待拼接视频存在一定时间偏差时,跟踪效果难以令人满意的情况,使用一种引入运动目标时序信息的视频同步策略。本文主要研究工作如下:(1)本文使用一种引入运动目标时序信息的视频同步策略,提取含有运动目标的连续视频序列,使用运动目标轮廓信息为特征,基于运动目标的时序信息,对不同序列进行匹配,以实现视频同步。(2)在引入运动目标时序信息的视频同步方法中,主要提出了基于R变换的轮廓相似度计算方法和基于改进DTW(Dynamic Time Warping)的视频帧匹配算法。在视频同步方法中,通过单应矩阵完成视频映射,使用高斯背景建模和背景减除得到运动目标轮廓序列;其次,基于缩放配准和位置配准定义了轮廓之间相似度;最后,根据改进的DTW视频帧匹配算法,实现了视频序列的匹配,完成视频同步。(3)使用基于MOSSE(Minimum Output Sum of Squared Error Filter)滤波的目标跟踪方法作为本文的目标跟踪方法,详细介绍了基于MOSSE滤波的目标跟踪方法的原理和相关特性,并针对存在时间偏差的视频特性,开展实验,将基于MOSSE滤波的目标跟踪方法与其他两种目标跟踪方法进行对比。(4)综合了文章中的主要算法和理论,设计了一种基于多目摄像头拼接视频的目标跟踪方法框架。选取三组存在时间偏差的包括单运动目标和多运动目标场景的不同视频,分别在不经过视频同步与经过视频同步后进行视频拼接,并进行目标跟踪,对实验结果进行对比。实验结果显示,三组实验视频中运动目标平均跟踪精度在数值上分别提升了0.3975、0.123和0.2365,表明了对于存在时间偏差的视频,使用本文提出的方法后,对拼接后目标跟踪的性能有一定的改善。
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