بهبود دهی سرعت و مقاومت ردیابی تصویری تنک مبنا در مواجهه با انسداد جزئی به کمک مدل‌سازی زبر و نرم منظر هدف

نویسندگان

1 دانشگاه صنعتی اصفهان،کارشناسی ارشد برق مخابرات

2 دانشیار گروه مخابرات دانشکده برق و کامپیوتر،مسئول آزمایشگاه تحقیقاتی پردازش سیگنال دیجیتال،دانشگاه صنعتی اصفهان.دکترای مخابرات

3 دانشگاه اصفهان، دانشجوی دکتری

چکیده

در این مقاله الگوریتمی طراحی شده است که علاوه بر مقاوم بودن در برابر انسداد جزئی، حتی الامکان در برابر سایر چالش‌های ردیابی نیز عملکرد خوبی داشته باشد و همچنین از نظر زمانی، به‌حالت بلادرنگ نزدیک شود. برای این منظور ردیاب مبتنی بر نمایش تنک دو مرحله‌ای زبر و نرم را ارائه می‌دهیم که در آن ابتدا منظر شیء هدف با واژه‌نامه‌ای متشکل از بردارهای پایه PCA و قالب‌های جزئی مدل می‌شود و برای این مدل‌سازی از روش حل APG_L1 بهره می‌بریم. برای افزایش سرعت محاسبات، در مرحله اول به کمک بلوک‌بندی مربعی و درشت روی قالب‌های جزئی، تعداد قالب‌های جزئی واژه‌نامه را کاهش می‌دهیم و آنگاه در مرحله بعد، برای پیدا کردن انسداد در سطح پیکسل، کاندیداهای برتر بدست آمده از مرحله قبل را با روش PCA_L1 مورد ارزیابی قرار داده تا کاندیدای نهایی بدست آید. نتایج کمی مقایسه با پنج الگوریتم ردیابی غیرتنک و هفت الگوریتم تنک مبنا بر روی دوازده دنباله تصویر نشان می دهد که ردیاب پیشنهادی با سرعت اجرای 2/14 قاب بر ثانیه، منجر به میانگین خطای مرکزیابی 2/10 و میانگین درصد هم پوشانی 7475/. می شود؛ یعنی در مقایسه با شیوه‌های ردیابی متداول هم در زمینه دقت و هم در زمینه سرعت عملکرد خوبی داشته ایم و توانسته‌ایم بین عملکرد و بار محاسباتی ردیابی تعادل خوبی ایجاد کنیم.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Improving the Speed and Robustness of Partial Occlusion Invariant Sparsity-based Algorithm of Visual Tracking with Coarse and Fine Appearance Modeling

نویسندگان [English]

  • mohammad taraghikhah 1
  • Rassoul Amirfattahi 2
  • alireza memarmoghadam 3
چکیده [English]

The main goal of this paper is to find a partial occlusion robust tracking algorithm. In addition, this algorithm should have superior performance against other tracking challenges and should have real time operation. In according to these reasons, we propose a two stage tracker based on coarse and fine sparse representation. At first, target object appearance modeled by a dictionary consisting of PCA basis vectors and trivial templates. We apply APG_L1 solving method for this modeling. We decrease number of trivial templates to decrease computation load such that we consider one trivial template for every a by a pixels. Then, best candidates in previous stage are evaluated by PCA_L1 method in order to determine the last candidate. We compare this tracker with 5 different popular algorithms and 7 new sparse trackers using 12 datasets. We conclude that proposed tracker with 14.2 frame per second, 10.2 average pixel center error, 0.7475 average overlapped rate, has a better performance in comparison with other trackers. And therefore simulations show that proposed tracker has a better performance in both accuracy and speed in comparison to other algorithms.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Principal component analysis (PCA)
  • partial occlusion
  • Sparse representation
  • visual tracking
  • appearance modeling