标签：mean shift 跟踪
Mean shift 算法是一种半自动跟踪方法在起始跟踪帧通过手工确定搜索窗口来选择运动目标计算核函数加权下的搜索窗口的直方图分布用同样的方法计算当前帧对应窗口的直方图分布以两个分布的相似性最大为原则使搜索窗口沿密度增加最大的方向移动目标的真实位置。
传统直方图仅仅统计落入直方图区间的像素的个数，而加权直方图进一步考虑了像素与目标中心的距离，远离目标中心的像素对直方图的贡献较小。
带空间位置信息的加权直方图的思想就是:在计算直方图时,给每个点赋予一定的权值,权值的大小根据它离中心点的远近,可以用高斯核函数或Epanechnikov Kernal来调节。常用的核密度函数有EpanechnikovKernal：
在统计颜色级的分布情况时,对每一个像素,根据它离窗口中心点的距离大小,赋予它一定的权值。当它离中心点越近时,它的权值越大,反之越小。这也增加了对象描述的鲁棒性,因为在有遮挡或复杂背景的影响时,越靠近对象外围的点越不靠。
//t_w和t_h分别为检测窗口的宽度和高度
h = pow(((double)t_w)/2,2) + pow(((double)t_h)/2,2); //带宽
//初始化权值矩阵和目标直方图
for (i = 0;i < t_w*t_h;i++)
{
m_wei[i] = 0.0;
}
for (i=0;i<4096;i++)
{
hist1[i] = 0.0;
}
//生成权值矩阵
for (i = 0;i < t_h; i++)
{
for (j = 0;j < t_w; j++)
{
dist = pow(i - (double)t_h/2,2) + pow(j - (double)t_w/2,2);
m_wei[i * t_w + j] = 1 - dist / h;
C += m_wei[i * t_w + j] ;
}
}
//计算目标权值直方
for (i = t_y;i < t_y + t_h; i++)
{
for (j = t_x;j < t_x + t_w; j++)
{
//rgb颜色空间量化为16*16*16 bins
q_r = ((u_char)current->imageData[i * current->widthStep + j * 3 + 2]) / 16;
q_g = ((u_char)current->imageData[i * current->widthStep + j * 3 + 1]) / 16;
q_b = ((u_char)current->imageData[i * current->widthStep + j * 3 + 0]) / 16;
q_temp = q_r * 256 + q_g * 16 + q_b;
hist1[q_temp] = hist1[q_temp] + m_wei[(i - t_y) * t_w + (j - t_x)] ;
}
}
//归一化直方图
for (i=0;i<4096;i++)
{
hist1[i] = hist1[i] / C;
} 
最大在当前帧中以前一帧搜索窗口的位置作为当前帧搜索窗口的位置设窗口中心为y0，在y0邻域内寻找局部最优目标位置 y1 对上式在
function [] = select()
close all;
clear all;
%%%%%%%%%%%%%%%%%%根据一幅目标全可见的图像圈定跟踪目标%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
I=imread('result72.jpg');
figure(1);
imshow(I);
[temp,rect]=imcrop(I);
[a,b,c]=size(temp); %a:row,b:col
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%计算目标图像的权值矩阵%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
y(1)=a/2;
y(2)=b/2;
tic_x=rect(1)+rect(3)/2;
tic_y=rect(2)+rect(4)/2;
m_wei=zeros(a,b);%权值矩阵
h=y(1)^2+y(2)^2 ;%带宽
for i=1:a
for j=1:b
dist=(i-y(1))^2+(j-y(2))^2;
m_wei(i,j)=1-dist/h; %epanechnikov profile
end
end
C=1/sum(sum(m_wei));%归一化系数
%计算目标权值直方图qu
%hist1=C*wei_hist(temp,m_wei,a,b);%target model
hist1=zeros(1,4096);
for i=1:a
for j=1:b
%rgb颜色空间量化为16*16*16 bins
q_r=fix(double(temp(i,j,1))/16); %fix为趋近0取整函数
q_g=fix(double(temp(i,j,2))/16);
q_b=fix(double(temp(i,j,3))/16);
q_temp=q_r*256+q_g*16+q_b; %设置每个像素点红色、绿色、蓝色分量所占比重
hist1(q_temp+1)= hist1(q_temp+1)+m_wei(i,j); %计算直方图统计中每个像素点占的权重
end
end
hist1=hist1*C;
rect(3)=ceil(rect(3));
rect(4)=ceil(rect(4));
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%读取序列图像
myfile=dir('D:\matlab7\work\mean shift\image\*.jpg');
lengthfile=length(myfile);
for l=1:lengthfile
Im=imread(myfile(l).name);
num=0;
Y=[2,2];
%%%%%%%mean shift迭代
while((Y(1)^2+Y(2)^2>0.5)&num<20) %迭代条件
num=num+1;
temp1=imcrop(Im,rect);
%计算侯选区域直方图
%hist2=C*wei_hist(temp1,m_wei,a,b);%target candidates pu
hist2=zeros(1,4096);
for i=1:a
for j=1:b
q_r=fix(double(temp1(i,j,1))/16);
q_g=fix(double(temp1(i,j,2))/16);
q_b=fix(double(temp1(i,j,3))/16);
q_temp1(i,j)=q_r*256+q_g*16+q_b;
hist2(q_temp1(i,j)+1)= hist2(q_temp1(i,j)+1)+m_wei(i,j);
end
end
hist2=hist2*C;
figure(2);
subplot(1,2,1);
plot(hist2);
hold on;
w=zeros(1,4096);
for i=1:4096
if(hist2(i)~=0) %不等于
w(i)=sqrt(hist1(i)/hist2(i));
else
w(i)=0;
end
end
%变量初始化
sum_w=0;
xw=[0,0];
for i=1:a;
for j=1:b
sum_w=sum_w+w(uint32(q_temp1(i,j))+1);
xw=xw+w(uint32(q_temp1(i,j))+1)*[i-y(1)-0.5,j-y(2)-0.5];
end
end
Y=xw/sum_w;
%中心点位置更新
rect(1)=rect(1)+Y(2);
rect(2)=rect(2)+Y(1);
end
%%%跟踪轨迹矩阵%%%
tic_x=[tic_x;rect(1)+rect(3)/2];
tic_y=[tic_y;rect(2)+rect(4)/2];
v1=rect(1);
v2=rect(2);
v3=rect(3);
v4=rect(4);
%%%显示跟踪结果%%%
subplot(1,2,2);
imshow(uint8(Im));
title('目标跟踪结果及其运动轨迹');
hold on;
plot([v1,v1+v3],[v2,v2],[v1,v1],[v2,v2+v4],[v1,v1+v3],[v2+v4,v2+v4],[v1+v3,v1+v3],[v2,v2+v4],'LineWidth',2,'Color','r');
plot(tic_x,tic_y,'LineWidth',2,'Color','b');
end 标签：mean shift 跟踪
原文地址：http://blog.csdn.net/u014568921/article/details/46669973
