区域化核相关多滤波器跟踪算法研究及并行实现

来源 :西安电子科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:pkuericz
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
图像目标跟踪是现代信息化社会中一个重要的技术领域,在军事安防、卫生医疗、工业生产等多个方向都有广泛的应用。近些年来,多种算法在目标跟踪领域获得了快速发展。核相关滤波(Kernel Correlation Filter,KCF)算法是其中综合效果最为瞩目的一套跟踪算法,得益于梯度统计直方图的优势以及循环矩阵的特殊性质,无论是执行效率还是跟踪效果都达到了新的高度。但在实际的工程应用中,基于KCF的目标跟踪算法依然存在很多有待改进的问题,一方面,在面对目标尺度、形态变化以及遮挡等情况时,如何保证跟踪器的长期稳定运行;另一方面,在算法的实际应用中,尤其是部署到计算能力较低的嵌入式设备时,如何保证跟踪执行的高速实时性。本文基于核相关滤波目标跟踪算法,针对实际的工程应用场景,提出了基于异构并行系统的区域化核相关多滤波器跟踪算法,并进行了部署实现。论文所做的工作如下:(1)设计了一种具有尺度判别和抗干扰能力且适用于并行实现的区域化核相关多滤波器跟踪算法。该算法将目标窗口区域化,利用多个滤波器分别对每个区域进行跟踪和训练,最后对所有区域的局部信息进行整合,获得总体信息,完成目标跟踪。针对目标的尺度变化,提出了基于区域位置关系和特征距离的两阶段轻量级判别方式;针对局部遮挡、形态变化、背景干扰等问题,提出了跟踪有效性的评估方法,利用区域权重来调整不同跟踪器对总体结果的贡献,从而提升了跟踪的稳定性;利用跟踪有效性评价的结果,提出了自适应动态学习率调整策略,进一步增强了跟踪器的抗干扰能力。最后,利用目标跟踪基准测试(Object Tracking Benchmark,OTB)数据集验证了本文算法的有效性,并根据测试结果进行对比,分析了本文算法所具有的优势。(2)设计了一套基于中央处理器(Central Processing Unit,CPU)+图形处理器(Graphics Processing Unit,GPU)异构计算平台的目标跟踪算法并行执行框架,利用CPU实现程序控制,利用GPU实现大规模数据运算,通过CPU和GPU设备之间以及设备内部的多级并行,最大程度利用了计算资源,有效提高了目标跟踪算法的执行速度。最后,在嵌入式执行环境上进行了实地测试,验证了本文算法执行的高效性,并实现了高性能实时的工程应用。
其他文献
毫米波通信拥有极高的带宽,为满足5G无线网络的容量需求提供了很好的解决方案。然而,电磁波自由传播特性和无线信道的开放性为攻击者实施恶意攻击干扰或窃听提供了天然的条件,毫米波系统面临着严峻的通信安全问题,因此在通信系统设计时需要考虑无线安全传输。无线物理层安全能有效提升无线通信安全,其利用无线信道的多样时变性、合法通信双方之间信道的唯一性和互易性及无线信号传播的客观规律着手,促进安全与通信一体化。目
程序规范是软件工程的重要组成部分,缺乏程序规范的软件其质量和可靠性均难以得到保证。现实中的程序规范大多数使用自然语言撰写,但自然语言存在二义性的问题。形式语言可以准确描述程序规范,然而从自然语言中生成形式语言是很困难的。由于程序的每次正确执行过程蕴含程序规范,而程序的执行轨迹(Trace)是程序执行过程的记录,因此可以从程序轨迹中挖掘形式化规范。时序逻辑语言常用来描述程序规范,PPTL具有完全正则
脉冲反吹系统作为陶瓷过滤除尘器的关键组成部分之一,脉冲反吹系统性能的优劣直接关系到除尘器的除尘效果和稳定运行。目前,提升脉冲反吹系统清灰性能的方法有提高反吹压力、延长反吹时间、增大喷嘴尺寸等,这些方法虽能一定程度提高清灰效果,但是会使反吹气体的消耗量增加,导致除尘器运行成本升高。喷嘴和引射器均为脉冲反吹系统的关键组成部分,对反吹气流的流动特性和能量转换具有很大的影响。当前常用脉冲反吹清灰喷嘴所喷射
在我国金融市场不断向上发展的今天,人们的收入水平水涨船高,投资理财的欲望也随之不断增长。资产证券化作为一种新型融资工具,可以帮助企业获得融资,促进企业的可持续发展,同时,也改善投资者投资渠道有限的问题。资产证券化自诞生以来就被许多国家接受,在各个国家的金融市场中扮演着越来越重要的角色。随着中国资产证券化市场的快速发展,客户服务方面的竞争加剧,信托公司采取信息化技术提升数据服务水平,有助于提升投资者
随着卫星遥感技术的发展,大量有价值的光学遥感卫星图像被应用到军事侦察、环境监控和农业生产等领域,体现出光学遥感卫星数据重要的应用和研究价值。根据传感器的类别,光学遥感图像可以分成可见光遥感图像、合成孔径雷达图像和红外遥感图像等。本文主要研究可见光遥感图像(RGB)的目标检测任务。在卫星遥感图像处理的领域里,光学遥感图像的目标检测任务基础且重要。尤其是随着近些年深度学习的发展,大量学者开始使用深度学
局部修复码(Locally Repairable Codes,LRCs)是一种广泛应用于分布式存储系统中的纠错编码。局部修复码的任意一个编码符号发生错误时,都可以通过访问其他最多r个符号进行恢复,正因为拥有这种特性,局部修复码在分布式存储系统中拥有广阔的前景。本文主要研究了LRC码的维度限和构造方法,主要有以下两方面内容:从LRC码的维度限出发,将C-M界作为基础,第一,推广了文献中已有的维度限,
近些年来,随着我国经济的飞速发展,人民群众的生活水平日益提高,可支配收入也大幅度提高,因此有了越来越高的投资需求。然而当前适合普通群众的投资手段非常有限,虽然股票市场的收益相对其他投资途径较高,但是也存在较高的风险。随着计算机领域相关技术的发展,将计算机和人工智能等相关技术应用于投资领域以满足普通群众的投资需求已经成为大势所趋。增强指数跟踪是这其中的热点问题,其主要目的是在被动投资策略——指数化投
近年来,随着集成电路工艺特征尺寸逐步演进到深纳米水平,市场也对消费类电子的功耗、性能与产品设计周期提出了更高与更加苛刻的要求。在传统后端物理实现设计流程中,一直采取着布图规划,电源规划,布局,时钟树综合,绕线,物理验证,签核的设计流程。但是随着先进工艺制程达到7nm和5nm与即将部署的3nm节点,电路时序收敛和功耗降低实现的难度急剧上升。如何优化改进目前传统的后端物理实现设计流程与方法,以得到更优
多光谱(Multispectral,MS)图像和全色(Panchromatic,PAN)图像的融合分类是遥感图像处理的一个研究热点。多光谱图像和全色图像是同一场景地物相同时刻的成像结果,但是由于成像技术的差异,两者呈现出一种表象差异,但本质相同的特性。目前常见的多光谱图像是具有四个光谱波段(RGB+近红外)的遥感图像数据,它的特点是光谱信息相对全色图像要更加丰富。而全色图像仅具有一个波段,它相较于
学位