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计算机视觉中,究竟有哪些好用的目标跟踪算法(下)-快速变形主要因为CF是模板类方法。容易跟丢这个比较好理解,前面分析了相关滤波是模板类方法,如果目标快速变形,那基于HOG的梯度模板肯定就跟不上了,如果快速变色,那基于CN的颜色模板肯定也就跟不上了。这个还和模型更新策略与更新速度有关,固定学习率的线性加权更新,如果学习率太大,部分或短暂遮挡和任何检测不准确,模型就会学习到背景信息,积累到一定程度模型跟着背景私奔了,一去不复返。如果学习率太小,目标已经变形了而模板还是那个模板,就会变得不认识目标。(举个例子,多年不见的同学,你很可能就认不出了,而经常见面的同学,即使变化很大你也认识,因为常见的同学在你大脑里面的模型在持续更新,而多年不见就是很久不更新) 快速运动主要是边界效应(Boundary Effets),而且边界效应产生的错误样本会造成分类器判别力不够强,下面分训练阶段和检测阶段分别讨论。 训练阶段,合成样本降低了判别能力。如果不加余弦窗,那么移位样本是长这样的: 除了那个最原始样本,其他样本

最编程 2023-12-31 08:46:10
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一种方法是Martin Danelljan大牛的SRDCF Learning Spatially Regularized Correlation Filters for Visual Tracking(http://www.cvl.isy.liu.se/research/objrec/visualtracking/regvistrack/index.html),主要思路:既然边界效应发生在边界附近,那就忽略所有移位样本的边界部分像素,或者说边界附近滤波器系数为0:

Danelljan M, Hager G, Shahbaz Khan F, et al. Learning spatially regularized correlation filters for visual tracking [C]// ICCV. 2015.

计算机视觉中,究竟有哪些好用的目标跟踪算法(下)

SRDCF基于DCF,类SAMF多尺度,采用更大的检测区域(padding = 4),同时加入空域正则化,惩罚边界区域的滤波器系数,没有闭合解,采用高斯-塞德尔方法迭代优化。

另一种方法是Hamed Kiani提出的基于灰度特征MOSSE的CFLM Correlation Filters with Limited Boundaries (http://www.hamedkiani.com/cfwlb.html)和基于HOG特征的BACF,主要思路是采用较大尺寸检测图像块和较小尺寸滤波器来提高真实样本的比例,或者说滤波器填充0以保持和检测图像一样大,同样没有闭合解,采用ADMM迭代优化:

  • Kiani Galoogahi H, Sim T, Lucey S. Correlation filters with limited boundaries [C]// CVPR, 2015.

  • Kiani Galoogahi H,, Fagg A, Lucey S. Learning Background-Aware Correlation Filters for Visual Tracking [C]// arXiv preprint arXiv:1703.04590, 2017.

计算机视觉中,究竟有哪些好用的目标跟踪算法(下)

其实这两个解决方案挺像的,都是用更大的检测和更新图像块,训练作用域比较小的相关滤波器,不同点是SRDCF的滤波器系数从中心到边缘平滑过渡到0,而CFLM直接用0填充滤波器边缘。

VOT2015相关滤波方面还有排在第二名,结合深度特征的DeepSRDCF,因为深度特征都非常慢,在CPU上别说高速,实时都到不了,虽然性能非常高,但这里就不推荐,先跳过。

VOT2016竞赛 VOT2016 Challenge | Home(http://votchallenge.net/vot2016/),依然是VOT2015那60个序列,不过这次做了重新标注更加公平合理,今年有70位参赛选手,意料之中深度学习已经雄霸天下了,8个纯CNN方法和6个结合深度特征的CF方法大都名列前茅,还有一片的CF方法,最最最重要的是,良心举办方竟然公开了他们能拿到的38个tracker,部分tracker代码和主页下载地址:VOT2016 Challenge | Trackers (http://votchallenge.net/vot2016/trackers.html)(以后妈妈再也不用担心我找不到源码了~),注意部分是下载链接,部分是源码压缩包,部分源码是二进制文件,好不好用一试便知,方便对比和研究,需要的赶快去试试。马上来看竞赛结果(这里仅列举前60个):

计算机视觉中,究竟有哪些好用的目标跟踪算法(下)

标出来了前面介绍过的或比较重要的方法,结合多层深度特征的相关滤波C-COT排第一名,而CNN方法TCNN是VOT2016的冠军,作者和MDNet是同一人,纯颜色方法DAT和ASMS都在中等水平(其实两种方法实测表现非常接近),其他tracker的情况请参考论文。再来看速度,SMACF没有公开代码,ASMS依然那么快,排在前10的方法中也有两个速度比较快,分别是排第5的Staple,和其改进算法排第9的STAPLE+,而且STAPLE+是今年的推荐实时算法。首先恭喜Luca Bertinetto大牛的SiamFC和Staple都表现非常不错,然后再为大牛默哀三分钟(VOT2016的paper原文):

This was particularly obvious in case of SiamFC trackers, which runs orders higher than realtime (albeit on GPU), and Staple, which is realtime, but are incorrectly among the non-realtime trackers.

VOT2016竟然发生了乌龙事件,Staple在论文中是80FPS,怎么EFO在这里只有11?幸好公开代码有Staple和STAPLE+,有兴趣您可以去实测下,虽然我电脑不如Luca Bertinetto大牛,但Staple我也能跑60-70FPS,而更可笑的是,STAPLE+比Staple慢了大约7-8倍,竟然EFO高出4倍,到底怎么回事呢?

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