基于黎曼流形的目标跟踪和识别
文献类型：学位论文
| 作者 | 李广伟
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| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2010-05-31 |
| 授予单位 | 中国科学院沈阳自动化研究所 |
| 授予地点 | 中国科学院沈阳自动化研究所 |
| 导师 | 尹健 ; 史泽林 |
| 关键词 | 目标跟踪 目标识别 黎曼流形 李群 几何优化 |
| 其他题名 | Object Tracking and Recognition Based on Riemannian Manifold |
| 学位专业 | 模式识别与智能系统 |
| 中文摘要 | 目标精确跟踪和识别是无人飞行器光电探测与制导的核心技术，正确分析目标发生的几何形变和表征目标的特征数据是构建高性能的目标跟踪和识别算法的关键。当运动变换参数或特征数据分布在非欧空间时，基于欧氏几何和线性代数的优化算法以及分析、处理数据的方法暴露出其固有的未能真实反映参数或数据的几何结构的弱点。本文以流形思想作指导，基于几何优化算法，将以往求取几何变换参数的方法和处理数据的视角，由欧氏空间转换至李群或黎曼流形。由于充分考虑了变换参数或目标特征数据的几何结构，据此所设计的目标跟踪和识别算法的综合性能较前者有明显的提高。 论文以无人飞行器高机动条件下的目标跟踪和识别为研究背景，开展目标在显著透视条件下或目标图像发生其它非线性变形时的识别和跟踪研究。论文重点关注特殊线性群、正定对称流形和Grassmann流形三类特殊流形在目标跟踪和识别中的应用。首先，特殊线性群是投影变换群的正则化。在内蕴几何优化框架下，利用由测地线方程所决定的黎曼指数映射，结合目标跟踪和配准的具体特点，提出了基于黎曼二阶测地优化的投影目标跟踪算法，对比分析了基于三种不同几何优化策略的投影图像配准算法的性能；进一步，通过求取特殊线性群样本的黎曼均值和协方差矩阵，构建了基于黎曼流形的李群正态分布，分析了在平面目标识别中引进李群正态分布的必要性和优越性。其次，正定对称流形是对用于目标建模的特征协方差矩阵集合的正确数学描述。通过研究正定对称流形上的仿射不变黎曼结构和李群结构之异同，提出了一种基于对数－欧几里德度量的特征协方差目标跟踪方法，理论分析和实验验证了算法的有效性。最后，Grassmann流形方法是研究子空间距离度量的有力工具。将目标光照的线性变化融入现有的仿射不变形状识别框架，提出仿射光照不变形状空间概念和基于Grassmann流形的仿射光照不变形状分析算法，理论分析了算法的正确性，实验验证了算法的有效性。 研究具有普适性、精确性、快速性和鲁棒性的跟踪和识别算法，既需要丰富的跟踪和识别技术作为支撑，也需要先进的理论作为引领。本文在通用模式理论(General Pattern Theory)的指导下，利用黎曼几何、李群理论和几何优化算法，发展和丰富了现有的目标跟踪和识别方法，为开拓飞行器光电探测与制导新的基础理论和提供新的算法支持奠定了坚实的基础。 |
| 索取号 | TP391.4/L31/2010 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-07-27 |
| 分类号 | TP391.4 |
| 源URL | [http://ir.sia.ac.cn/handle/173321/9234]  |
| 专题 | 沈阳自动化研究所_光电信息技术研究室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 李广伟. 基于黎曼流形的目标跟踪和识别[D]. 中国科学院沈阳自动化研究所. 中国科学院沈阳自动化研究所. 2010. |
入库方式： OAI收割
来源：沈阳自动化研究所
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