[发明专利]基于支持向量机的多特征选择目标跟踪方法有效

专利信息
申请号: 201510044595.5 申请日: 2015-01-28
公开(公告)号: CN104616319B 公开(公告)日: 2018-06-12
发明(设计)人: 胡昭华;徐玉伟;赵孝磊;李容月;欧阳雯;金蓉 申请(专利权)人: 南京信息工程大学
主分类号: G06T7/246 分类号: G06T7/246;G06K9/62
代理公司: 南京经纬专利商标代理有限公司 32200 代理人: 葛潇敏
地址: 210044 江*** 国省代码: 江苏;32
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摘要: 发明公开了基于支持向量机的多特征选择目标跟踪方法,其步骤为:获取正负样本,提取样本的多种特征;抽取候选目标,提取目标的多种特征;对所有特征进行核化处理;训练SVM分类器;计算置信值,判别候选目标;更新分类器;评估跟踪性能。本发明能够解决单一特征描述目标能力较差的问题以及克服单一正样本训练的分类器分类能力较弱的缺点,能够在光照影响较大、目标出现严重遮挡等复杂场景下提高目标跟踪器的精度和稳健性。
搜索关键词: 支持向量机 候选目标 目标跟踪 特征选择 分类器 目标跟踪器 单一特征 分类能力 复杂场景 跟踪性能 光照影响 核化处理 目标能力 正负样本 稳健性 正样本 置信 遮挡 样本 抽取 评估 更新
【主权项】:
基于支持向量机的多特征选择目标跟踪方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)利用简单跟踪器跟踪视频序列的前n帧,将每帧的跟踪结果分别作为一个正样本,共得到n个正样本,同时在当前帧的跟踪结果附近获取若干负样本,分别提取正、负样本的多个特征;(2)在跟踪过程中,对于新到来的每帧图像,分别抽取N个粒子作为候选目标,并对抽取的候选目标采用步骤(1)中提取正、负样本特征的方式提取目标特征;所述候选目标的抽取方法为,在上一帧图像的跟踪目标的周围进行高斯采样,选取跟踪目标的运动仿射参数作为跟踪目标的状态变量St=(ψttt,sttt),抽取候选目标;其中ψt、βt、θt、st、αt、φt分别表示跟踪目标在第t帧x方向上的坐标、y方向上的坐标、旋转角度、尺度变化、宽高比、倾斜度;(3)对于从正、负样本以及候选目标中提取出的特征进行核化处理,使所有特征的维数达到相同;具体过程如下:用分别表示正、负样本的两种特征集合,分别表示候选目标的两种特征集合;用统一表示正负样本的两种特征集合,统一表示候选目标的两种特征集合;其中,m为负样本数,k表示特征索引,mk表示对应第k个特征的维数;按照下面的方式对进行核化处理:经过核化处理,对任意特征k,都有不同的特征核化后的维数只与正、负样本总的个数有关,从而使所有特征在维数上达到相同;(4)利用正、负样本训练支持向量机分类器;具体包括:采用训练支持向量机的方法对不同特征的正负样本进行训练,已知的目标正负样本可以归为一个训练集:xi是训练样本的特征向量,yi是训练样本对应的标签,即yi∈{‑1,+1},为使分类器对所有样本正确分类并具备分类间隔,要求其满足:yi[(w·xi)+b]≥1,i=1,2,…c其中,w为权值向量,b为偏置,得到分类间隔为2/||w||,采用带约束的最小值问题代替构造最优超平面的问题得:<mrow><mi>m</mi><mi>i</mi><mi>n</mi><mi>&Phi;</mi><mrow><mo>(</mo><mi>w</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mfrac><mn>1</mn><mn>2</mn></mfrac><mo>|</mo><mo>|</mo><mi>w</mi><mo>|</mo><msup><mo>|</mo><mn>2</mn></msup><mo>=</mo><mfrac><mn>1</mn><mn>2</mn></mfrac><mrow><mo>(</mo><msup><mi>w</mi><mo>&prime;</mo></msup><mo>&CenterDot;</mo><mi>w</mi><mo>)</mo></mrow></mrow>引入Lagrange函数:<mrow><mi>L</mi><mo>=</mo><mfrac><mn>1</mn><mn>2</mn></mfrac><mo>|</mo><mo>|</mo><mi>w</mi><mo>|</mo><msup><mo>|</mo><mn>2</mn></msup><mo>-</mo><munderover><mo>&Sigma;</mo><mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>c</mi></munderover><msub><mi>a</mi><mi>i</mi></msub><msub><mi>y</mi><mi>i</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>w</mi><mo>&CenterDot;</mo><msub><mi>x</mi><mi>i</mi></msub><mo>+</mo><mi>b</mi><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><munderover><mo>&Sigma;</mo><mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>c</mi></munderover><msub><mi>a</mi><mi>i</mi></msub></mrow>其中,ai>0为Lagrange系数,将该QP问题转化为对偶问题(a=(a1,a2,…ac)):<mrow><mi>max</mi><mi>Q</mi><mrow><mo>(</mo><mi>a</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><munderover><mo>&Sigma;</mo><mrow><mi>j</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>c</mi></munderover><msub><mi>a</mi><mi>j</mi></msub><mo>-</mo><mfrac><mn>1</mn><mn>2</mn></mfrac><munderover><mo>&Sigma;</mo><mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>c</mi></munderover><munderover><mo>&Sigma;</mo><mrow><mi>j</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>c</mi></munderover><msub><mi>a</mi><mi>i</mi></msub><msub><mi>a</mi><mi>j</mi></msub><msub><mi>y</mi><mi>i</mi></msub><msub><mi>y</mi><mi>j</mi></msub><mrow><mo>(</mo><msub><mi>x</mi><mi>i</mi></msub><msub><mi>x</mi><mi>j</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mo>,</mo></mrow><mfenced open = "" close = ""><mtable><mtr><mtd><mrow><mi>s</mi><mo>.</mo><mi>t</mi><mo>.</mo></mrow></mtd><mtd><mrow><munderover><mo>&Sigma;</mo><mrow><mi>j</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>c</mi></munderover><msub><mi>a</mi><m</div> </div> <div class="b20"></div> <div class="down-box" id="down-box"> <div class="msg" style="display: block;"> <span>下载完整专利技术内容需要扣除积分,VIP会员可以免费下载。</span> </div> <div class="btns"> <span class="btn paydown">免登录下载</span><a href="/login.html?p=8684656C99F5006F5F09CFA9D82BFD25CF1211DDD14E9723" class="btn green" target="_blank">普通用户下载</a><a href="http://yh.vipzhuanli.com/member/service/pay-vip.html?p=v1" target="_blank" class="btn red">升级VIP会员,免费下载</a> </div> </div> <div class="warning"> <p>该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息,商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于南京信息工程大学,未经南京信息工程大学许可,擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作,请联系【<a href="https://wpa1.qq.com/l11yQAzu?_type=wpa&qidian=true">客服</a>】</p> <p>本文链接:http://www.vipzhuanli.com/patent/201510044595.5/,转载请声明来源钻瓜专利网。</p> </div> <ul class="clear_div 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href="/patent/201710606293.1/">知识验证方法、知识验证设备以及存储介质</a></li> <li><a href="/patent/201810276460.5/">在视频中进行目标跟踪的方法和装置</a></li> <li><a href="/patent/201910616831.4/">虚拟对象的生成方法和装置、存储介质及电子装置</a></li> <li><a href="/patent/201910939362.X/">一种答案排序方法、装置及存储介质</a></li> <li><a href="/patent/201911064895.4/">类目预测模型、特征提取模型的获取方法及装置</a></li> </ul> </div> <div class="content-list"> <div class="header"> <div class="header-title"><a href="/patent/list.html?kw=%e7%9b%ae%e6%a0%87%e8%b7%9f%e8%b8%aa ">目标跟踪 相关专利</a></div> <hr /> </div> <ul> <li><a href="/patent/201110190299.8/">目标跟踪方法和目标跟踪设备</a></li> <li><a href="/patent/201610892797.X/">目标跟踪方法和目标跟踪设备</a></li> <li><a href="/patent/201611128715.0/">目标跟踪方法和目标跟踪装置</a></li> <li><a href="/patent/201611264077.5/">目标跟踪方法和装置</a></li> <li><a href="/patent/201810239422.2/">目标跟踪系统和目标跟踪方法</a></li> <li><a href="/patent/201811198327.9/">目标跟踪方法、目标跟踪装置、目标跟踪设备</a></li> <li><a href="/patent/201910543583.5/">目标跟踪拍摄方法、装置、电子设备</a></li> <li><a href="/patent/202010125533.8/">多目标跟踪方法、装置、存储介质及电子设备</a></li> <li><a href="/patent/202010172367.7/">基于摄像机、雷达的目标跟踪方法及相关装置</a></li> <li><a href="/patent/202010280899.2/">目标跟踪系统及目标跟踪方法</a></li> </ul> </div> <div class="content-list"> <div class="header"> <div class="header-title"><a href="/patent/list.html?kw=%e7%89%b9%e5%be%81%e9%80%89%e6%8b%a9 ">特征选择 相关专利</a></div> <hr /> </div> <ul> <li><a href="/patent/02811670.4/">特征点选择</a></li> <li><a href="/patent/200580043167.5/">空间搜索和选择特征</a></li> <li><a href="/patent/200680036679.3/">特征选择</a></li> <li><a href="/patent/201080005948.6/">特征选择设备</a></li> <li><a href="/patent/201280075557.0/">基于特征的候选选择</a></li> <li><a href="/patent/201510586621.7/">特征选择方法及系统</a></li> <li><a href="/patent/201810401774.3/">特征选择方法及装置</a></li> <li><a href="/patent/201810747846.X/">特征选择方法</a></li> <li><a href="/patent/201911354862.3/">特征选择方法及装置</a></li> <li><a href="/patent/202010551883.0/">特征选择方法和特征选择服务系统</a></li> </ul> </div> </div> </div> </div> <input type="hidden" 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