激光点云三维目标信息提取与视频图像融合的多目标跟踪算法研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61702295
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0210.计算机图像视频处理与多媒体技术
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Problems such as complexity of object movement and lack of object observation information due to occlusion become the bottleneck which restricts the progress of multi-object tracking research. In view of the superiority of three-dimensional laser point cloud and the complementarity of video image, the fusion of the two can effectively improve accuracy and robustness of the tracking algorithm, and break through the limitations caused by single video tracking. Through excavating object floor characteristics of mass laser point cloud interpretation, this project studies laser point cloud multi-object detection of multi-layer joint features, and provides a new method for rapid extraction of object three-dimensional information. According to anisotropy of object movement, motion behavior model of the object is analyzed, and interaction between the object and environment is quantified into a variety of social forces. The influence of different factors on the object state change is described comprehensively to establish a more effective and efficient state transition model. Three-dimensional information of laser point cloud and feature information of video image are combined to express and judge the observed image from different levels, and the advantages of complementarity are effectively realized to improve robustness of object observation. Research results of the project not only reduce false detection due to that laser point cloud lacks of feature information, but also solve the problem that the occlusion is difficult to track due to the lack of depth information in video image, so as to provide new research ideas and theoretical basis for the improvement of multi-object tracking algorithm performance.
目标运动的复杂性以及因遮挡造成目标观测信息缺失等问题,成为制约多目标跟踪研究进展的瓶颈。鉴于三维激光点云的优越性以及与视频图像的互补性,通过两者融合可有效提升跟踪算法的精度和鲁棒性,突破单视频跟踪所带来的局限。本项目通过对海量激光点云解译的目标底层特性进行挖掘,研究多层联合特征的激光点云多目标检测,为目标三维信息的快速提取提供新的方法;针对目标运动的各向异性,分析跟踪目标的运动行为模式,将目标与环境间的交互量化为多种社会力,综合描述不同因素对目标状态变化的影响,建立更加有效、高效的状态转移模型;融合激光点云的三维信息和视频图像的特征信息,从不同层面对观测图像进行表达和判别,有效的实现优势互补,提高对目标观测的鲁棒性。项目研究成果既降低激光点云因缺乏特征信息造成一定误检测的问题,又解决视频图像中因缺少深度信息易出现遮挡难以跟踪的问题,从而为多目标跟踪算法性能的提升提供新的研究思路和理论依据。

结项摘要

目标运动的复杂性以及因遮挡造成目标观测信息缺失等问题,成为制约多目标跟踪研究进展的瓶颈。三维激光点云与视频图像的融合可有效提升多目标跟踪算法的精度和鲁棒性,突破单视频跟踪所带来的局限。本项目分析激光点云三维数据特性,通过深度特征提取网络,分别获取激光点云和视频图像的深度特征,使用双流网络持续融合两种视图的深度特征,并根据目标检测中不同的检测任务,设计多任务多损失的目标检测器,能够实现准确的目标检测,尤其对遮挡目标和小目标检测具有一定的优势,可应用于无人驾驶场景中。在视频图像的目标检测研究中,从主干网特征提取、图像去噪、目标变化等角度考虑,提出了三种主要的目标检测方法:全局特征增强与自适应回归的目标检测方法、图像压缩噪声去除的目标检测方法、两阶段深度网络的目标检测方法,检测精度均优于同类相关的主流检测方法,已将研究提出的检测方法应用于输电线路异常目标检测、银行卡号识别、自助柜商品识别中。在多目标跟踪的研究中,通过优化目标检测、特征提取、关联性分析三个阶段,提升视频多目标跟踪的整体性能,提出深度特征提取及关联性分析的多目标跟踪方法,该方法较好的解决了目标频繁遮挡、跟踪目标进出视频帧的问题,在多目标跟踪公共基准数据集MOT15、MOT16、MOT17上进行了详细的实验,优于目前流行的多目标跟踪方法。

项目成果

期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(4)
会议论文数量(4)
专利数量(6)
Multimodal Spatiotemporal Networks for Sign Language Recognition
用于手语识别的多模态时空网络
  • DOI:
    10.1109/access.2019.2959206
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    IEEE Access
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Shujun Zhang;Weijia Meng;Hui Li;Xuehong Cui
  • 通讯作者:
    Xuehong Cui
基于RGB-D与深度学习的行为识别算法
  • DOI:
    10.16208/j.issn1000-7024.2019.06.043
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    计算机工程与设计
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘云;张永;王传旭;李辉
  • 通讯作者:
    李辉
RGB-D Human Action Recognition of Deep Feature Enhancement and Fusion Using Two-Stream ConvNet
使用双流 ConvNet 进行深度特征增强和融合的 RGB-D 人体动作识别
  • DOI:
    10.1155/2021/8864870
  • 发表时间:
    2021-01-07
  • 期刊:
    JOURNAL OF SENSORS
  • 影响因子:
    1.9
  • 作者:
    Liu, Yun;Ma, Ruidi;Tao, Ye
  • 通讯作者:
    Tao, Ye
Data Association Methods via Video Signal Processing in Imperfect Tracking Scenarios: A Review and Evaluation
不完美跟踪场景中通过视频信号处理的数据关联方法:回顾与评估
  • DOI:
    10.1155/2020/7549816
  • 发表时间:
    2020-08
  • 期刊:
    Mathematical Problems in Engineering
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Hui Li;Yapeng Liu;Wenzhong Lin;Lingwei Xu;Junyin Wang
  • 通讯作者:
    Junyin Wang
面向输电线路的异常目标检测方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    计算机与现代化
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李辉;周航;董燕;张淑军
  • 通讯作者:
    张淑军

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其他文献

重力场动态变化与汶川 M S 8.0地震孕育过程
重力场动力学变化 Yotan River M S 8.0 地震孕育过程
  • DOI:
    10.3969/j.issn.0001-5733.2009.10.013
  • 发表时间:
    2009
  • 期刊:
    Acta Seismologica Sinica
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    申重阳;李辉;孙少安;刘少明;玄松柏;谈洪波
  • 通讯作者:
    谈洪波
茶树两个Dof转录因子的分离及其在温度胁迫中的响应分析
  • DOI:
    10.13305/j.cnki.jts.2016.03.011
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    茶叶科学
  • 影响因子:
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  • 作者:
    李辉;黄蔚;刘志薇;王永鑫;吴致君;庄静
  • 通讯作者:
    庄静
无交流电压传感器的三相变流器模型预测控制
  • DOI:
    10.16182/j.issn1004731x.joss.201707013
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    系统仿真学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李辉;李志;章兢;彭寒梅
  • 通讯作者:
    彭寒梅
aprK基因敲除的氨甲酰妥布霉素工程菌的构建
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    中国药科大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李辉;温淑平;洪文荣
  • 通讯作者:
    洪文荣
ZrB2-SiC挥发相图的热力学计算研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    化工新型材料
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李辉;刘哲;罗至利;孙国栋;俞鹏飞
  • 通讯作者:
    俞鹏飞

其他文献

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相似海外基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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