MTT和S-MTT 跟踪器阅读总结

冷暖自知 提交于 2019-11-27 07:40:21

文章:Robust Visual Tracking via Structured Multi-Task Sparse Learning

作者:Tianzhu Zhang · Bernard Ghanem · Si Liu ·Narendra Ahuja

来源:Int J Comput Vis (2013)

1. 总述

本文提出了MTT和S-MTT跟踪器,这两种跟踪器可以根据参数的不同生成好多个跟踪器。该跟踪器也是在粒子滤波的框架下,采用字典模板对粒子进行稀疏表示,最后选择重构误差最小的样本作为当前帧的跟踪目标。说到这里,大家肯定会想这不就是L1的跟踪器吗?对,没错,思想跟L1跟踪完全一样,并且文中证明L1跟踪器是本文方法的一种特殊情况。 

本文的主要思想:作者把对每个粒子的表示看成单个任务,因而L1跟踪器对单个粒子每个粒子求得一个系数表示,因而它是单任务的。而文中作者任务,在每一帧图像中,由于所有的样本都是在上一帧的跟踪目标周围采样的,因而对这一帧中的所有任务,都应该是稀疏的,并且所用的字典模板应该是相同的。基于这样的思想,作者寻求一种对所有粒子的联合稀疏表示,这就是多任务学习思想,称为MTT方法,而联合稀疏表示的实现是通过添加约束Lp,q 范数实现的。进一步,作者认为空间距离较近的粒子应该具有更强的联合稀疏性约束,因而作者在MTT的基础上加入了图正则化约束,来实现结构多任务跟踪,即S-MTT方法。

本文的主要贡献:

(1)提出了多任务稀疏学习方法,探索各任务间的全局和局部结构。

(2)证明L1跟踪器是本文所述方法的一种特殊情况。

(3)采用APG方法高效求解MTT和S-MTT问题。

2. 技术细节

(1)粒子滤波

同L1跟踪一样,本文也采用的是粒子滤波的框架,并且状态参数也采用的仿射参数。

(2)MTT

本文大部分都与L1跟踪器相同,只是在求解多任务稀疏表示时,需要优化的目标函数不同。MTT是一次性求得对所有粒子的稀疏表示,稀疏约束项采用的Lp,q混合范数。MTT需要优化的目标函数如下:


其中:


(3)S-MTT

在这里,除了加入联合性稀疏约束外,探索一种局部结构性约束,这是通过图正则化项实现的。图正则化项如下:


因此,需要优化的目标函数为:


(4)APG优化方法

本文中对目标函数的优化采用的是APG方法(目前也没理解)。主要包括两个过程:梯度影射步骤和聚合过程。具体求解过程可以参照原文献。

(5)模板更新

本文中模板更新采用的是和L1跟踪器中相同的方法。

3. 总结

这篇文章整体相对于L1跟踪器效果要好,因为加入了更强的约束,同时速度相对L1较快。但是,对于此类方法,速度还是一个很大的瓶颈,在实时中应用还是有些困难。


总结略微粗糙,期待更大的提高。


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