目标跟踪技术研究

摘要：在计算机视觉研究领域中，因为光线照射的变化、背景的不同、角度的变化以及遮挡物的作用以及目标产生变化等原因，目标跟踪一直是计算机视觉领域中的难点。因此，现在多数的目标跟踪算法与实际都存在一定的差距很难达到理想中的效果。但是，目标跟踪却一直是计算机视觉领域中的热点也是高层计算机视觉任务。在现实生活中，如军事上越界翻越，民用上道路流量的检测、公共场合人口流量的统计以及事件分析，都需要目标跟踪技术提供理论支持。现有的目标跟踪技术需要提高目标跟踪速度、克服场景变化和光线照射干扰和跟踪目标的位置变化等才能提高目标跟踪的准确性。

关键词：目标跟踪技术；意义；问题；解决方法

1.目标跟踪研究技术分类

1.1图像序列中目标跟踪技术

在图像中，根据点与点之间的关系，可以通过相邻两幅图像的点集中用以实现跟踪目标。同样的，根据线在目标跟踪中的使用，可以更加清晰的分解出图像的轮廓信息用以描述目标图像。更进一步，可以将面应用于目标跟踪，了解整个区域的外观信息，在经过后期的优化和分类处理实现目标跟踪。

在图像识别中，可以根据图像本身的空间位置相互依赖的关系以及图像块与图像块之间的关系在建立模型和构造置信度图的时候，融合空间的上下文信息。使得建立的目标跟踪的模型更加具有科学的根据，同时置信度图更加精确，更利于研究目标跟踪。

目标跟踪可以通过对视频序列中正在运动的目标进行分析检测、提取数据、更进一步的进行识别和跟踪。这样的过程中，可以获得目标运动的参数，例如移动速度、加速度、运动的轨迹等，再将所得的结果进行下一步的分析处理，以此实现对目标的理解以完成任务跟踪的目的。

对于目标跟踪和测量可以分为三个阶段。首先，有目标的检测和特征提取，在这两个阶段中，需要一定的理论知识和灵活的应变能力，可以根据场合的不同进行不同的设计。第三个阶段就是目标的跟踪，简单来说可以理解为目标初始状态和特征提取从而得到目标视觉特征，以此为基础，进行时间和空间相结合对目标的状态进行估计。因此，一个良好的跟踪系统必须能满足顾客准确、实时、可靠的要求。“准确”顾名思义，就是要提高目标跟踪的精准度，最低的要求即要可以跟踪出目标的大致位置，高的 ☻要求下必须给出目标的准确方位。“实时”是指的跟踪目标信息的更新速度，数据的输出速度必须要在物体的实际运动速度内，满足控制系统的动态指标要求。“可靠”则是要求目标跟踪结果的真实可靠性，过程必须保证稳定，即使是在跟踪失败的情况下，也要求具有良好的恢复能力。只有满足以上三点，才能达到很好的综ป合性能。

2 目标跟踪研究技术意义

2.1 在民用领域的意义

在民用领域中，目标跟踪技术研究的新兴方向是拥有核心技术的智能化视频监控。智能化视频监控是高层计算机视觉技术，简单描述则是摄像机进行前期采样，通过视频ฌ序列图，对其中的信息进行更进一步的分析和理解，从而实现视频监控系统的智能化。例如有的视频监控中可以智能识别场景内人的行为和语言对话。从而可以甄别出危险的人员自动报警。在交通管理中，也可以通过智能检测实现对车辆的管理，实时监控道路车流量和对异常的车辆进行调查，可以很大程度上减少交通事故的发生，和更快速的进行事后处理。

2.2在军事领域的意义

在军事领域中，目标跟踪技术对于增强国防有很大的意义。视频监控可以及时掌握战争中的环境和更快速地对敌方的目标进行搜索和跟踪。对于环境的掌握和检测有利于寻找和提取目标和场景、还有摄像机的机位等信息来进行实时的反馈控制，可以了解敌方动态在战争中处于主导地位。还可以将目标跟踪技术和机器人技术结合，研究机器人视觉导航系统，安装在机器人体内的摄像机可以实现实时环境检测，获取更为详细的环境信息。同时，目标跟踪中的智能视频监控也有利于发现边防的不利状况和嫌疑人员，更大程度上保护我国军事机密。

3 目标跟踪研究技术应用

3.1在道路车辆监控上的应用

在现实生活中，可以利用目标跟踪技术实时监控道路上的车辆，在移动过程中，车辆在视窗ซ中的大小和形状会发生特定的变化。例如我们可以选取一组在实际环境中拍摄的照片进行研究，车辆由近及远的移动过程中，车辆目标区域的形状会慢慢变小，目标形状变化不大会取得比较成功的跟踪效果。但是存在缺陷的是，目标变小时，跟踪的准确性也随之变小，有时所反应的结果已经偏离了目标所在的实际位置。导致目标跟踪出现问题，甚至错误的跟踪了其他目标。因此，在道路中车辆的监控方面，还要进一步改正，加强精准度，才能让科技更好为交通事业做出贡献。

3.2在矿井安全监控中的应用

在生活中，井下工作是安全风险最大的工作之一。可以利用目标跟踪技术，对井下危险区域运动目标进行检测和跟踪，在这样的检测下，可以提前得到风险预测，提前预警可以有效防止危险事故的发生。利用数学领域的利用背景建立模型和利用背景差法在线有效的调节速率，这种方法可以应对光线的变化和突变的环境下对移动目标的监控，利用目标跟踪技术在发生突发状况时可以准确的定位和实时的跟踪目标。可以提高突发事故的存活率，给矿工们的生命多一层保障。

3.3在社会生活中的作用

在社会工作中，未来发展的趋势电子化越来越普及于生活的任何角落，与现有阶段的键盘和鼠标表达思想不同，未来的人和计算机的交互影响应该会更加方便，科学家希望计算机能够像一个人一样善解人意，这就需要计算机能够读懂人类的语言、表情、手势、动作等。利用目标跟踪技术，实现视频的智能化，计算机可以通过采集人们的动作图像等进行分析，更理解场景中的人和事。例如在医疗领域，可以利用这个智能的电脑来监护生病的儿童和老人，他可以很快的明白病人的需求，所以可以更好的照顾从而促进医疗事业的革新；在教育领域中，利用视频智能的分析技术，比普通老师更快的了解学生对于知识的掌握了解情况，判断学生的学习兴趣，可以因材施教，更好更快的教好学生；在游戏时，智能的计算机能更快地了解游戏者的意图和兴趣，分析出更适合游戏者的游戏，让游戏者开心的融入氛围体验娱乐生活的乐趣。

参考文献：

[2] Chunming Li. Chenyang Xu， Changfeng Gui， et al. Fox. Level Set Evolution without Re-initialization： A New Variational Formulation [C]♡.Proceeding of CVPR， 2005（1）：430-436.