Video tracking

VIDEO TRACKING......Page 3
Contents......Page 7
Foreword......Page 13
About the authors......Page 17
Preface......Page 19
Acknowledgements......Page 21
Notation......Page 23
Acronyms......Page 25
1.1 Introduction......Page 29
1.2.1 Challenges......Page 30
1.2.2 Main components......Page 34
1.3.1 Single-target tracking......Page 35
1.3.2 Multi-target tracking......Page 38
1.3.3 Definitions......Page 39
1.4 Interactive versus automated tracking......Page 40
1.5 Summary......Page 41
2.1 Introduction......Page 43
2.2 Media production and augmented reality......Page 44
2.3 Medical applications and biological research......Page 45
2.4 Surveillance and business intelligence......Page 48
2.5 Robotics and unmanned vehicles......Page 49
2.7 Art installations and performances......Page 50
2.8 Summary......Page 51
References......Page 52
3.1 Introduction......Page 55
3.2.1 Measuring light......Page 56
3.2.2 The appearance of targets......Page 58
3.3.1 Colour......Page 60
3.3.2 Photometric colour invariants......Page 67
3.3.3 Gradient and derivatives......Page 70
3.3.4 Laplacian......Page 75
3.3.5 Motion......Page 77
3.4.1 Edges......Page 78
3.4.2 Interest points and interest regions......Page 79
3.4.3 Uniform regions......Page 84
3.5 High-level features......Page 89
3.5.1 Background models......Page 90
3.5.2 Object models......Page 91
References......Page 93
4.1 Introduction......Page 99
4.2.1 Basic models......Page 100
4.2.2 Articulated models......Page 101
4.2.3 Deformable models......Page 102
4.3 Appearance representation......Page 103
4.3.1 Template......Page 104
4.3.2 Histograms......Page 106
4.3.3 Coping with appearance changes......Page 111
4.4 Summary......Page 112
References......Page 113
5.1 Introduction......Page 117
5.2.1 Gradient-based trackers......Page 118
5.2.2 Bayes tracking and the Kalman filter......Page 123
5.3 Multiple-hypothesis methods......Page 126
5.3.1 Grid sampling......Page 127
5.3.2 Particle filter......Page 129
5.3.3 Hybrid methods......Page 133
References......Page 139
6.1 Introduction......Page 143
6.2.1 Tracker-level fusion......Page 144
6.2.2 Measurement-level fusion......Page 146
6.3.1 Fusion of likelihoods......Page 147
6.3.2 Multi-feature resampling......Page 149
6.3.3 Feature reliability......Page 151
6.3.5 Example......Page 154
References......Page 156
7.1 Introduction......Page 159
7.2 Measurement validation......Page 160
7.3.1 Nearest neighbour......Page 162
7.3.2 Graph matching......Page 164
7.3.3 Multiple-hypothesis tracking......Page 167
7.4 Random Finite Sets for tracking......Page 171
7.5 Probabilistic Hypothesis Density filter......Page 173
7.6 The Particle PHD filter......Page 175
7.6.1 Dynamic and observation models......Page 177
7.6.3 Importance sampling......Page 179
7.6.4 Resampling......Page 180
7.6.5 Particle clustering......Page 184
7.6.6 Examples......Page 188
7.7 Summary......Page 191
References......Page 193
8.1 Introduction......Page 197
8.2.1 Contextual information......Page 198
8.2.2 Influence of the context......Page 199
8.3.1 Birth density......Page 201
8.3.2 Clutter density......Page 207
8.3.3 Tracking with contextual feedback......Page 209
References......Page 212
9.1 Introduction......Page 213
9.2 Analytical versus empirical methods......Page 214
9.3 Ground truth......Page 215
9.4.1 Localisation scores......Page 218
9.4.2 Classification scores......Page 221
9.5 Comparing trackers......Page 224
9.5.1 Target life-span......Page 225
9.5.3 Repeatibility......Page 226
9.6.1 Low-level protocols......Page 227
9.6.2 High-level protocols......Page 231
9.7.1 Surveillance......Page 235
9.7.2 Human-computer interaction......Page 240
9.7.3 Sport analysis......Page 243
References......Page 248
Epilogue......Page 251
Further reading......Page 253
A.1.1 Experimental setup......Page 257
A.1.2 Discussion......Page 258
A.2.1 Experimental setup......Page 261
A.2.2 Discussion......Page 263
A.3.1 Experimental setup......Page 266
A.3.2 Reliability scores......Page 268
A.3.3 Adaptive versus non-adaptive tracker......Page 270
A.4.1 Experimental setup......Page 276
A.4.2 Discussion......Page 278
A.4.3 Failure modalities......Page 279
A.4.4 Computational cost......Page 283
A.5.2 Discussion......Page 285
References......Page 289
Index......Page 291