图像理解与分析论文10.pdf

第 3 2 卷第 1 2 期 2 0 0 9 年 1 2 月计算机学报 C H I N E S E J O U R N A L O F C O M P U T E R S V o l . 3 2 N o . 1 2 D e c . 2 0 0 9 收稿日期: 2 0 0 7  0 9  0 3 ; 最终修改稿收到日期: 2 0 0 9  0 7  2 7 . 本课题得到国家自然科学基金( 6 0 6 7 3 1 1 0 , 6 0 9 7 3 0 8 0 ) 、黑龙江省普通高等学校新世纪优秀人才计划( 1 1 5 3  N C E T  0 0 2 ) 和人事部留学归国人员择优项目资助. 李培华, 男, 1 9 7 1 年生, 博士, 教授, 主要研究领域包括图像处理和模式识别等. E  m a i l : p e i h u a l i j i a @ v i p .s i n a .c o m . 一种新颖的基于颜色信息的粒子滤波器跟踪算法李培华( 黑龙江大学计算机科学与技术学院哈尔滨 1 5 0 0 8 0 ) 摘要传统的基于直方图的粒子滤波器算法常常需要在准确表达颜色分布和计算效率之间做出妥协, 从而影响跟踪算法的性能甚至导致跟踪算法失败. 针对这一问题, 文中提出一种新颖的基于颜色信息的粒子滤波器跟踪算法. 该算法采用自适应剖分颜色空间的概率模型, 能够用较少的子空间准确地表达目标的颜色分布. 文中进一步提出一种推广的积分图像, 通过在该积分图像上进行数组索引操作得到每一个子空间的像素数目、均值向量和协方差矩阵, 从而能够快速地计算出颜色模型. 然而在 C P U 上计算积分图像十分耗时, 为此文中提出一种基于 G P U 的并行算法快速计算积分图像. 该并行算法在显卡的 G P U 上创建 3 个线程网格, 分别顺序执行 3 个 K e r n e l 函数, 依次完成创建原始积分图像以及对它的行和列执行前缀求和算法的任务. 同传统的基于直方图的粒子滤波器算法相比, 新算法每帧平均跟踪时间显著减少, 同时跟踪准确性和鲁棒性都有较大提高. 关键词目标跟踪; 粒子滤波器; 颜色模型; 积分图像; 并行算法中图法分类号 T P 3 9 1 犇犗犐号: 1 0 . 3 7 2 4 / S P . J . 1 0 1 6 . 2 0 0 9 . 0 2 4 5 4 犃犖狅狏犲犾犆狅犾狅狉犅犪狊犲犱犘犪狉狋犻犮犾犲犉犻犾狋犲狉犃犾犵狅狉犻狋犺犿犳狅狉犗犫犼犲犮狋犜狉犪犮犽犻狀犵 L I P e i  H u a ( 犆狅犾犾犲犵犲狅犳犆狅犿狆狌狋犲狉犛犮犻犲狀犮犲犪狀犱犜犲犮犺狀狅犾狅犵狔, 犎犲犻犾狅狀犵犼犻犪狀犵犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔, 犎犪狉犫犻狀 1 5 0 0 8 0 ) 犃犫狊狋狉犪犮狋 T h e t r a d i t i o n a l h i s t o g r a m b a s e d p a r t i c l e f i l t e r o f t e n h a s t o c o m p r o m i s e b e t w e e n a c c u  r a t e r e p r e s e n t a t i o n o f c o l o r d i s t r i b u t i o n