點跟蹤演算法

A. 計算機視覺中，目前有哪些經典的目標跟蹤演算法

跟蹤是一個很混亂的方向。

比如TLD、CT、Struct這些效果不錯的Tracker其實都不是單純的Tracker了。09年的時候我記得比較流行的是Particle Filtering， 或者一些MeanShift/CamShift的變形，比如特徵變了，比如對問題的假設變了。

後來突然出現一些tracking by detection的方法，之前的很多朋友就覺得這是耍流氓。比如TLD，嚴格的跟蹤演算法也許只是裡面的Forward/Backward Opitcal Flow的部分，但是效果很Impressive，所以不管怎樣，一下就火了。

之後所謂的跟蹤就不再是一個傳統的跟蹤問題，而是一個綜合的工程問題。online learning，random projection ，sparse learning的東西都加進來，大家其實到底是在做跟蹤還是在做檢測或者online learning，其實已經不重要，因為衡量的標準是你在某些public dataset上的精度。

但這些對實際的項目有沒有幫助呢？

這是個很有意思的地方，在很多時候，我們之所以需要跟蹤演算法，是因為我們的檢測演算法很慢，跟蹤很快。基本上當前排名前幾的跟蹤演算法都很難用在這樣的情況下，因為你實際的速度已經太慢了，比如TLD，CT，還有Struct，如果目標超過十個，基本上就炸了。況且還有些跟蹤演算法自己drift掉了也不知道，比如第一版本的CT是無法處理drift的問題的，TLD是可以的，究其原因還是因為檢測演算法比較魯棒啊……

實際中我覺得速度極快，實現也簡單的純跟蹤演算法居然是NCC和Overlap。

NCC很簡單，這個是對點進行的，對於區域也有很多變種，網上有一些相關的資源。

Overlap是我取的名字，一般用在裡面，假如你的攝像頭是靜止的，背景建模之後出來的前景可以是一個一個的blob，對相鄰兩幀的blob檢測是否Overlap就可以得到track。在一些真實場景下，這個演算法是非常有效的。關於背景template的問題在真實的裡面也是很好解決的。

坐在電腦前面調試代碼tuning 各種閾值讓跟蹤演算法在某一個幀下面不要drift的事情我是再也不想幹了。
順祝你2015幸福快樂。

B. 自動跟蹤的跟蹤演算法

質心跟蹤演算法：這種跟蹤方式用於跟蹤有界目標，且目標與環境相比有明顯不同灰度等級，如空中飛機等。目標完全包含在鏡頭視場范圍內。

相關跟蹤演算法：相關可用來跟蹤多種類型的目標，當跟蹤目標無邊界且動態不是很強時這種方式非常有效。典型應用於：目標在近距離的范圍，且目標擴展到鏡頭視場范圍外，如航行在大海中的一艘船。

相位相關演算法：相位相關演算法是非常通用的演算法，既可以用來跟蹤無界目標也可以用來跟蹤有界目標。在復雜環境下（如地面的汽車）能給出一個好的效果。

多目標跟蹤演算法：多目標跟蹤用於有界目標如飛機、地面汽車等。它們完全在跟蹤窗口內。對復雜環境里的小目標跟蹤，本演算法能給出一個較好的性能。
邊緣跟蹤演算法：當跟蹤目標有一個或多個確定的邊緣而同時卻又具有不確定的邊緣，這時邊緣跟蹤是最有效的演算法。典型如火箭發射，它有確定好的前邊緣，但尾邊緣由於噴氣而不定。

場景鎖定演算法：該演算法專門用於復雜場景的跟蹤。適合於空對地和地對地場景。這個演算法跟蹤場景中的多個目標，然後依據每個點的運動，從而估計整個場景全局運動，場景中的目標和定位是自動選擇的。當存在跟蹤點移動到攝像機視場外時，新的跟蹤點能自動被標識。瞄準點初始化到場景中的某個點，跟蹤啟動，同時定位瞄準線。在這種模式下，能連續跟蹤和報告場景里的目標的位置。

組合跟蹤演算法：顧名思義這種跟蹤方式是兩種具有互補特性的跟蹤演算法的組合：相關類演算法 + 質心類演算法。它適合於目標尺寸、表面、特徵改變很大的場景。

C. 控制演算法系列 純跟蹤控制

純跟蹤演算法（Pure Pursuit）是一種傳統且經典的車輛橫向運動控制演算法，其基本思想是在每個控制周期，通過前方目標軌跡上的一個點態則，指導當前方向盤的動作，使車輛車產生向目標點的運動。

純跟蹤演算法重要的參數在於前視距離系數，一般而言，其前視距離與速度正相關。
以下圖為例，跟蹤目標為藍色軌跡，車輛初始位置為綠色圓點。恆定跟蹤速度2m/s。

由以上示例可以看出，純跟蹤演算法收到前視距離的影響很大。
在實際應用過程中，除了跟蹤數據調整預瞄系數，其還和軌跡類型強相關。

總結一下純跟蹤的一些特點：
（1）要求軌跡多幀連續性好，因預瞄的笑敬特性無法對變化軌跡（尤其是預瞄距碰閉慎離內）進行響應；
（2）要求軌跡性能穩定，因為標定系數是按照軌跡性能進行標定的，如果軌跡性能變化，可能導致車輛轉彎內切等現象；

D. 目標跟蹤都有那些演算法

目標跟蹤,利用相鄰兩幀的區域匹配從圖像序列中建立目標鏈,跟蹤目標從進入監視范圍到駛離監視范圍的整個過程。首稱要確定匹配准則。常用的圖像匹配方法有Hausdorff距離區域法和圖像互相關。