ردیابی اهداف متحرک در تصاویر ویدئویی با فیلترکالمن

چکیده تعقیب اهداف متحرک به وسیله چشم از جمله قابلیت های سیستم بینایی در انسان و سایر موجودات می باشد. چنین عملکرد در بینایی ماشین توسط یک سیستم ردیابی تصویری حاصل می شود. ردیابی هدف متحرک به مفهوم تعقیب هدف متحرک در یک سری تصاویر متوالی است. ردیابی هدف متحرک در تصاویر ویدئویی شامل آشکارسازی هدف متحرک و تعقیب و ردیابی هدف آشکارشده در تصاویر متوالی می باشد. روش های مختلفی برای ردیابی هدف متحرک در تصاویر متوالی، مانند روش های شار نوری، روش های تطبیق مشخصه و روش های کانتور فعال پیشنهاد شده است. در روش های شار نوری بردارهای حرکت برای کلیه نقاط تصویر و یا هدف محاسبه می گردند. ولی در روش های تطبیق مشخصه، بردارهای حرکت تنها برای مشخصه های قوی هدف محاسبه شده و از روی این بردارهای حرکت، حرکت کل هدف تخمین زده می شود.روش های کانتورفعال از روش های دیگر ردیابی هدف متحرک می باشند. در این پایان نامه، یک روش ترکیبی برای آشکارسازی و ردیابی هدف متحرک در تصاویر ویدئویی با فیلتر کالمن معرفی شده است. سیستم ابتدا به مشکل آشکارسازی اهداف متحرک در دنباله ای از تصاویر می پردازد. که در مرحله اول برای افزایش عملکرد الگوریتم طراحی شده برای آشکارسازی و ردیابی اهداف متحرک از هیستوگرام رنگی هدف و مقایسه آن با هیستوگرام رنگی نواحی اطراف هدف با یک تخمین اولیه از مکان هدف استفاده شده است. بعد از اینکه هدف متحرک با استفاده از هیستوگرام رنگ و تشخیص لبه آشکارسازی شد، وارد مرحله ردیابی می شود. با در دست داشتن تخمین موقعیت مکانی هدف با استفاده از روش ekf(extended kalman filter) عمل ردیابی برای موقعیت مکانی هدف را انجام می دهیم تا اینکه هدف گم شود و در این حالت سیستم دوباره وارد مرحله آشکارسازی می شود. در این روش دوربین ویدیویی هم ثابت و هم متحرک فرض شده و هدف اصلی در این پایان نامه طراحی روشی بوده است که بتواند در یک سیستم ردیاب واقعی مورد استفاده قرار گیرد. بنابراین در طراحی الگوریتم، عواملی مثل وجود نویز در تصاویر متوالی و تغییرات شدت روشنایی محیط در نظر گرفته شده است. همچنین با توجه به حرکت دوربین و تغییر زاویه دید دوربین ممکن است که شکل ظاهری هدف تغییر کرده و قسمت های جدیدی از هدف در تصویر ظاهر گردند. کم بودن حجم محاسباتی الگوریتم از عوامل دیگری هست که ما سعی کردیم در طراحی الگوریتم های ردیابی آن را در نظر بگیریم.