تحليل عملكرد، بهينه سازي و پياده سازي الگوريتم فيلتر ذرات براي رديابي بلادرنگ اهداف متحرك

كارشناسي ارشد

رديابي هدف يكي از موضوعات مهم در حوزه پردازش تصوير و بينايي ماشين است. امروزه در كاربردهاي مختلف صنعتي، تجاري، نظامي و... به‌صورت گسترده‌اي از روش‌هاي مختلف رديابي تصويري استفاده مي‌شود. عليرغم پيشرفت‌هاي زيادي كه در دهه‌هاي اخير در اين حوزه حاصل‌شده است، اما هنوز هم چالش‌هاي بسياري در اين مسير وجود دارند. ازجمله چالش‌هاي مهم موجود در حوزه‌ي رديابي تصويري، نياز به مدل‌سازي دقيق رفتار جسم هدف است. روش‌هاي گوناگوني براي تحليل رفتار اهداف ارائه‌شده است. در ميان اين رهيافت‌ها، رويكردهاي مبتني بر احتمال به‌خوبي مي‌توانند رفتار يك سيستم حركتي را مدل‌سازي كنند. يكي از معروف‌ترين الگوريتم‌هاي احتمالي،‌ الگوريتم فيلتر ذرات است. اين الگوريتم در مواجهه با سيستم‌هايي كه رفتار آن‌ها غيرخطي و غير گوسي است، بسيار كارآمد است. علي‌رغم وجود برتري‌هاي الگوريتم فيلتر ذرات نسبت به ساير الگوريتم‌هاي احتمالي، نياز به حجم پردازشي بالا در اين الگوريتم، سبب شده است كه در برخي از كاربردها غيرقابل استفاده باشد. بر همين اساس، در اين پايان‌نامه، با ارائه‌ي راهكاري مناسب و ايجاد تغييراتي در الگوريتم، تا حد ممكن از بار محاسباتي موردنياز كاسته شده است. از ديد كلي راهكار ارائه شده به صورت ايجاد تغيير در مرحله نمونه برداري مجدد و تغيير در مدل مشاهده است. اين تغييرات به همراه حذف ذرات كم اهميت از روند محاسبات باعث شده است كه بتوان الگوريتم پيشنهادشده را در پردازنده‌هايي با قيمت و مصرف توان پايين پياده‌سازي كرد. پس از پياده‌سازي روش پيشنهادي و اعمال آن بر روي 4 مجموعه داده‌ي ويدويي استاندارد، نتايج حاصل‌شده نشان مي‌دهند كه روش پيشنهادي در مقايسه با روش پايه‌ي فيلتر ذره حداقل 33٪ و حداكثر 44٪ و در مقايسه با روش‌ بهينه‌شده‌اي كه اخيرا توسط گروهي از محققان اين حوزه ارائه شده‌است نيز حداقل 08/5٪ و حداكثر 67/10٪ بهبود ايجاد كرده‌است.

191762

دانشگاه علم و صنعت ايران

الكترونيك

دكتر جواد ياوند حسني