×

基于粒子的视觉轮廓跟踪中的方差减少技术。 (英语) Zbl 1176.68188号

摘要:本文在视觉轮廓跟踪的背景下,对比研究了三种不同的策略来提高粒子滤波器的性能:无味粒子滤波器、Rao-Blackwellized粒子滤波器和分区采样技术。所分析的跟踪问题是给定目标轮廓的全局和局部变换的联合估计,采用主动形状模型方法表示。本文的主要贡献是对所考虑的技术在这一一般问题上的新颖适应性,以及在所做的大量实验工作中对其性能的定量评估。

MSC公司:

68吨10 模式识别、语音识别
68单位10 图像处理的计算方法
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] P.Remagnino,A.Baumberg,T.Grove,T.Tan,D.Hogg,K.Baker,A.Worrall,《基于交通和行人模型的集成视觉系统》,载于:A.Clark(编辑),《第八届英国机器视觉会议论文集》,1997年,第380-389页。;P.Remagnino,A.Baumberg,T.Grove,T.Tan,D.Hogg,K.Baker,A.Worrall,《基于交通和行人模型的集成视觉系统》,载于:A.Clark(编辑),《第八届英国机器视觉会议论文集》,1997年,第380-389页。
[2] Tai,J.-C。;曾世通。;林,C.-P。;Song,K.-T.,用于自动交通监控和执法应用的实时图像跟踪,图像和视觉计算,22,6,485-501(2004)
[3] 周小生。;古普塔,A。;Comaniciu,D.,稳健形状跟踪的信息融合框架,IEEE模式分析和机器智能汇刊,27,1,115-129(2005)
[4] Nascimento,J。;Marques,J.,超声图像中多模型鲁棒形状跟踪,IEEE图像处理汇刊,17,3,392-406(2008)
[5] J.MacCormick,M.Isard,《分区采样、铰接对象和界面质量手跟踪》,载于:ECCV,第2卷,2000年,第3-19页。;J.MacCormick,M.Isard,《分区采样、铰接对象和界面质量手跟踪》,载于:ECCV,第2卷,2000年,第3-19页。
[6] 波登,R。;Sarhadi,M.,用于跟踪手指拼写的形状和运动的非线性模型,美国手语,图像和视觉计算,20,9-10,597-607(2002)
[7] Kass,M。;Witkin,A。;Terzopoulos,D.,《蛇:活动轮廓模型》,《国际计算机视觉杂志》,第1期,第4期,第321-331页(1988年)
[8] Caselles,V.公司。;Kimmel,R。;Sapiro,G.,测地活动轮廓,国际计算机视觉杂志,22,1,61-79(1997)·Zbl 0894.68131号
[9] C.Xu,A.Yezzi,J.L.Prince,《关于参数和几何活动轮廓之间的关系》,载于:第34届信号、系统和计算机Asilomar会议,2000年,第483-489页。;C.Xu,A.Yezzi,J.L.Prince,《关于参数和几何活动轮廓之间的关系》,载于:第34届信号、系统和计算机Asilomar会议,2000年,第483-489页。
[10] 弗里德曼,D。;Zhang,T.,跟踪分布的活动轮廓,IEEE图像处理汇刊,13,4,518-526(2004)
[11] Paragios,N。;Deriche,R.,运动估计和跟踪的测地活动区域和水平集方法,计算机视觉和图像理解,97,259-282(2005)
[12] 张,T。;Freedman,D.,通过背景失配提高分布跟踪性能,IEEE模式分析和机器智能学报,27,2,282-287(2005)
[13] Doucet,A。;Godsill,S。;Andrieu,C.,《关于贝叶斯滤波、统计和计算的序贯蒙特卡罗抽样方法》,10,3,197-208(2000)
[14] 杜塞特,A。;弗里塔斯,N。;Gordon,N.,《序贯蒙特卡罗方法在实践中的应用》(2001),Springer:Springer New York·Zbl 0967.00022号
[15] Arulampalam,M.S。;马斯凯尔,S。;戈登,N。;Clapp,T.,《在线非线性/非高斯贝叶斯跟踪粒子滤波器教程》,《IEEE信号处理学报》,50,2,174-188(2002),(另见IEEE声学、语音和信号处理学报)
[16] M.Isard,A.Blake,《条件密度随机传播的轮廓跟踪》,载《欧洲计算机视觉会议论文集》,第1卷,英国剑桥,1996年,第343-356页。;M.Isard,A.Blake,《条件密度随机传播的轮廓跟踪》,载《欧洲计算机视觉会议论文集》,第1卷,英国剑桥,1996年,第343-356页。
[17] Isard,M。;Blake,A.,《用于视觉跟踪的冷凝-条件密度传播》,《国际计算机视觉杂志》,29,1,5-28(1998)
[18] A.Baumberg,《学习可变形模型跟踪人体运动》,利兹大学计算机学院博士论文,1995年。;A.Baumberg,《学习可变形模型以跟踪人体运动》,利兹大学计算机研究学院博士论文,1995年·Zbl 0916.68197号
[19] A.布莱克。;Isard,A.,《活动轮廓》(1998),《施普林格:柏林施普林格》
[20] T.Cootes,C.Taylor,计算机视觉外观统计模型,技术报告,成像科学和生物医学工程,曼彻斯特大学,2004年。;T.Cootes,C.Taylor,计算机视觉外观统计模型,技术报告,成像科学和生物医学工程,曼彻斯特大学,2004年。
[21] Cremers,D.,基于水平集跟踪的动态统计形状先验,IEEE模式分析和机器智能学报,28,8,1262-1273(2006)
[22] Rathi,Y。;北瓦斯瓦尼。;Tannenbaum,A.,使用动态形状优先的粒子滤波器进行跟踪的通用框架,IEEE图像处理汇刊,16,5,1370-1382(2007)
[23] Rathi,Y。;北瓦斯瓦尼。;Tannenbaum,A。;Yezzi,A.,使用几何活动轮廓的粒子滤波跟踪变形对象,IEEE模式分析和机器智能汇刊,29,8,1470-1475(2007)
[24] P.Tissainayagam,《视觉跟踪:开发、性能评估和运动模型切换》,莫纳什大学电气与计算机系统工程系博士论文,2001年。;P.Tissainayagam,视觉跟踪:开发、性能评估和运动模型切换,莫纳什大学电气和计算机系统工程系博士论文,2001年·兹比尔1012.68888
[25] Tissainayagam,P。;Suter,D.,带自动运动模型切换的轮廓跟踪,模式识别,362411-2427(2003)·Zbl 1039.68113号
[26] D.Reynard,A.Wildenberg,A.Blake,J.A.Marchant,从图像序列中学习复杂运动的动力学,收录于:ECCV,第1卷,1996年,第357-368页。;D.Reynard、A.Wildenberg、A.Blake、J.A.Marchant,《从图像序列中学习复杂运动的动力学》,载于:ECCV,第1卷,1996年,第357-368页。
[27] A.Wildenberg,视觉跟踪的学习和初始化,牛津大学工程科学系机器人研究小组博士论文,1998年。;A.Wildenberg,视觉跟踪的学习和初始化,牛津大学工程科学系机器人研究小组博士论文,1998年。
[28] B.North,A.Blake,《使用期望最大化学习动力学模型》,载于:ICCV,1998年,第384-389页。;B.North,A.Blake,《使用期望最大化学习动力学模型》,载于:ICCV,1998年,第384-389页。
[29] J.MacCormick,《视觉定位和跟踪的概率建模和随机算法》,牛津大学工程科学系博士论文,2000年1月。;J.MacCormick,视觉定位和跟踪的概率建模和随机算法,牛津大学工程科学系博士论文,2000年1月·Zbl 1069.68637号
[30] D.Mackay,《蒙特卡罗方法简介》,《图形模型学习》,麻省理工学院出版社,马萨诸塞州剑桥,1999年,第175-204页。;D.Mackay,《蒙特卡罗方法简介》,《图形模型学习》,麻省理工学院出版社,马萨诸塞州剑桥,1999年,第175-204页·Zbl 0911.65004号
[31] A.孔。;Liu,J.S。;Wong,W.H.,序列插补和贝叶斯缺失数据问题,美国统计协会杂志,89425278-288(1994)·Zbl 0800.62166号
[32] 新泽西州戈登。;Salmond,D.J。;Smith,A.F.M.,非线性/非高斯贝叶斯状态估计的新方法,IEE Proceedings-F,140,2,107-113(1993)
[33] Kitagawa,G.,非高斯非线性状态空间模型的蒙特卡罗滤波器和平滑器,计算与图形统计杂志,5,1,1-25(1996)
[34] Liu,J.S。;Chen,R.,动态系统的序贯蒙特卡罗方法,美国统计协会杂志,93,443,1032-1044(1998)·Zbl 1064.65500号
[35] J.Carpenter,P.Clifford,P.Fernhead,《非线性问题的改进粒子滤波器》,载于:IEE雷达、声纳和导航学报,1999年,第2-7页。;J.Carpenter,P.Clifford,P.Fernhead,《非线性问题的改进粒子滤波器》,载于《IEE雷达、声纳和导航学报》,1999年,第2-7页。
[36] R.Douc,O.Cappé,E.Moulines,粒子滤波重采样方案的比较,见:第四届图像信号处理与分析国际研讨会,2005年,第64-69页。;R.Douc,O.Cappé,E.Moulines,《粒子滤波重采样方案的比较》,载于:第四届图像信号处理与分析国际研讨会,2005年,第64-69页。
[37] R.van der Merwe,N.de Freitas,A.Doucet,E.Wan,《无味粒子过滤器》,收录于《神经信息处理系统的进展》,第13卷,2001年。;R.van der Merwe,N.de Freitas,A.Doucet,E.Wan,《无味粒子过滤器》,收录于《神经信息处理系统的进展》,第13卷,2001年。
[38] Y.Rui,Y.Chen,Better proposal distributions:Object tracking using unscented particle filter,in:《计算机视觉与模式识别会议》,2001年第2卷,第786-793页。;Y.Rui,Y.Chen,《Better proposal distributions:Object tracking using unscented particle filter》,载《计算机视觉与模式识别会议》,2001年第2卷,第786-793页。
[39] 李,P。;詹德·T。;Pece,A.E.,基于粒子滤波器的视觉轮廓跟踪,图像和视觉计算,21,1,111-123(2003)
[40] 蒂尔尼,L。;Kadane,J.B.,《后力矩和边缘密度的精确近似值》,《美国统计协会杂志》,81,393,82-86(1986)·Zbl 0587.62067号
[41] Vaswani,N.,具有多模态观测可能性的大维状态空间的粒子滤波,IEEE信号处理汇刊,56,104583-4597(2008)·兹比尔1390.94452
[42] Z.Chen,T.Kirubarajan,M.Moreland,改进的粒子滤波目标跟踪方案,收录于:IEEE声学、语音和信号处理国际会议,2005年。《会议记录》(ICASSP’05),第4卷,2005年,pp.iv/145-iv/148第4卷。;Z.Chen,T.Kirubarajan,M.Moreland,改进的粒子滤波目标跟踪方案,收录于:IEEE声学、语音和信号处理国际会议,2005年。《会议记录》(ICASSP’05),第4卷,2005年,pp.iv/145-iv/148 vol.4。
[43] Arnaud,E。;Mémin,E.,使用顺序蒙特卡罗方法跟踪图像序列的偏线性高斯模型,国际计算机视觉杂志,74,1,75-102(2007)
[44] 奥多贝兹,J.-M。;Gatica-Perez,D。;Ba,S.O.,在基于模型的随机跟踪中嵌入运动,IEEE图像处理汇刊,15,11,3515-3531(2006)
[45] A.Doucet,《关于贝叶斯滤波的基于序列模拟的方法》,技术报告CUED/F-INFENG/TR.310,剑桥大学工程系,1998年。;A.Doucet,《基于序列模拟的贝叶斯滤波方法》,技术报告CUED/F-INFENG/TR.310,剑桥大学工程系,1998年。
[46] C.Andrieu,J.de Freitas,A.Doucet,应用于神经网络的序贯贝叶斯估计和模型选择,技术报告CUED/F-INFENG/TR 341,剑桥大学,(1999\langle;)http://svr-www.eng.cam.ac.uk/\(\rangle;\)。;C.Andrieu,J.de Freitas,A.Doucet,应用于神经网络的序贯贝叶斯估计和模型选择,技术报告CUED/F-INFENG/TR 341,剑桥大学,(1999\langle;)http://svr-www.eng.cam.ac.uk/\(\rangle;\)。
[47] K.P.Murphy,动态环境中的贝叶斯映射学习,收录于:神经信息处理系统的进展,2000年,第1015-1021页。;K.P.Murphy,动态环境中的贝叶斯映射学习,收录于:神经信息处理系统(NIPS)进展,2000年,第1015-1021页。
[48] Gustafsson,F。;Gunnarsson,F。;北卡罗来纳州伯格曼。;美国福赛尔。;Jansson,J。;卡尔森,R。;Nordlund,P.-J.,定位、导航和跟踪用粒子滤波器,IEEE信号处理汇刊,50,2,425-437(2002)
[49] Doucet,A。;新泽西州戈登。;Krishnamurthy,V.,跳马尔可夫线性系统状态估计的粒子滤波器,IEEE信号处理汇刊,49,3,613-624(2001)
[50] Xu,X。;Li,B.,自适应Rao-Blackwellized粒子滤波器及其在监视跟踪中的评估,IEEE图像处理汇刊,16,3,839-849(2007)
[51] 南卡罗来纳州。;Vehtari,A.公司。;Lampinen,J.,Rao-Blackwellized粒子滤波多目标跟踪,信息融合,8,1,2-15(2007),(第七届信息融合国际会议专刊-第二部分,第七届国际信息融合会议)
[52] Z.Khan,T.Balch,F.Dellaert,用于特征跟踪的Rao-Blackwellized粒子滤波器,载于:2004年IEEE计算机学会计算机视觉和模式识别会议论文集,2004年。CVPR 2004,第2卷,2004年,第II-980-II-986页。;Z.Khan,T.Balch,F.Dellaert,用于特征跟踪的Rao-Blackwellized粒子滤波器,载于:2004年IEEE计算机学会计算机视觉和模式识别会议论文集,2004年。CVPR 2004,第2卷,2004年,第II-980-II-986页。
[53] G.Schindler,F.Dellaert,《Rao-Blackwellized parts星座跟踪器》,收录于:ICCV动态视觉研讨会;计算机视觉国际会议,2005年,第178-189页。;G.Schindler,F.Dellaert,《Rao-Blackwellized parts星座跟踪器》,收录于:ICCV动态视觉研讨会;国际计算机视觉会议,2005年,第178-189页。
[54] Schon,T.等人。;Gustafsson,F。;Nordlund,P.-J.,混合线性/非线性状态空间模型的边缘化粒子滤波器,IEEE信号处理汇刊,53,7,2279-2289(2005)·Zbl 1370.94229号
[55] A.Kale,N.Vaswani,C.Jaynes,《带模式跟踪器(PF-MT)的粒子滤波器用于光照变化的视觉跟踪》,收录于:IEEE声学、语音和信号处理国际会议,2007年。ICASSP 2007,第1卷,2007年,第I-929-I-932页。;A.Kale,N.Vaswani,C.Jaynes,《带模式跟踪器(PF-MT)的粒子滤波器用于光照变化的视觉跟踪》,收录于:IEEE声学、语音和信号处理国际会议,2007年。ICASSP 2007,第1卷,2007年,第I-929-I-932页。
[56] N.Vaswani,A.Yezzi,Y.Rathi,A.Tannenbaum,跟踪轮廓变形的时变有限维基础,收录于:第45届IEEE决策与控制会议,美国加利福尼亚州圣地亚哥,2006年12月13-15日。第1665-1672页,doi:10.1109/CDC.2006.376972。;N.Vaswani,A.Yezzi,Y.Rathi,A.Tannenbaum,跟踪轮廓变形的时变有限维基础,收录于:第45届IEEE决策与控制会议,美国加利福尼亚州圣地亚哥,2006年12月13-15日。第1665-1672页,doi:10.1109/CDC.2006.376972。
[57] J.MacCormick,A.Blake,《物体定位的概率轮廓判别法》,载:ICCV,1998,第390-395页。;J.MacCormick,A.Blake,《物体定位的概率轮廓判别法》,载于:ICCV,1998年,第390-395页。
[58] C.Andrieu,N.de Freitas,A.Doucet,贝叶斯模型选择的顺序MCMC,收录于:IEEE高阶统计研讨会,1999年,第130-134页。;C.Andrieu,N.de Freitas,A.Doucet,贝叶斯模型选择的顺序MCMC,收录于:IEEE高阶统计研讨会,1999年,第130-134页。
[59] C.Musso,N.Oudjane,F.L.Gland,《改进规则化颗粒过滤器》,摘自:《序贯蒙特卡罗方法在实践中的应用》,施普林格,纽约,2001年,第247-271页。;C.Musso,N.Oudjane,F.L.Gland,《改进规则化粒子过滤器》,摘自:《序贯蒙特卡罗方法在实践中》,施普林格,纽约,2001年,第247-271页·Zbl 1056.93588号
[60] K.Smith,D.Gatica-Perez,《订单事项:多目标跟踪的分布式采样方法》,载于:英国机器视觉会议(BMVC),2004年第11期,第25-32页。;K.Smith,D.Gatica-Perez,《订单事项:多目标跟踪的分布式采样方法》,载于:英国机器视觉会议(BMVC),2004年第11期,第25-32页。
[61] T.Yamamoto,R.Chellappa,《用于人体跟踪的形状和运动驱动粒子滤波》,载于:ICME’03:2003年多媒体和实验国际会议论文集第3卷(ICME’2003),IEEE计算机学会,美国华盛顿特区,2003年,第61-64页。;T.Yamamoto,R.Chellappa,《用于人体跟踪的形状和运动驱动粒子滤波》,载于:ICME'03:2003年国际多媒体和实验会议论文集第3卷(ICME'2003),IEEE计算机学会,美国华盛顿特区,2003年,第61-64页。
[62] K.Branson,S.Belongie,跟踪多个鼠标轮廓(没有太多样本),收录于:IEEE计算机视觉和模式识别会议,2005年。CVPR 2005,第1卷,2005年,第1039-1046页。;K.Branson,S.Belongie,跟踪多个鼠标轮廓(没有太多样本),收录于:IEEE计算机视觉和模式识别会议,2005年。CVPR 2005,第1卷,2005年,第1039-1046页。
[63] Moreno-Noguer,F。;Sanfeliu,A。;Samaras,D.,用于鲁棒跟踪的依赖多线索集成,IEEE模式分析和机器智能汇刊,30,4,670-685(2008)
[64] 奥尔顿,M。;Fitzgerald,W.,使用传感器阵列和粒子滤波器跟踪多个目标的贝叶斯方法,IEEE信号处理学报,50,2,216-223(2002)·Zbl 1369.94250号
[65] C.Kreucher,K.Kastella,A.O.Hero III,使用联合多目标概率密度进行多目标跟踪,IEEE航空航天和电子系统交易41(4)(2005)1396-1414。;C.Kreucher,K.Kastella,A.O.Hero III,使用联合多目标概率密度进行多目标跟踪,IEEE航空航天和电子系统交易41(4)(2005)1396-1414。
[66] 西格尔,L。;Sclaroff,S。;Athitsos,V.,时变照明下基于肤色的视频分割,IEEE模式分析和机器智能汇刊,26,7,862-877(2004)
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。