1.一种基于特征选择与光滑表示聚类的视频动态目标提取方法,包括如下步骤:步骤1,视频序列数据预处理;假设视频序列为f=[1,2,…,F],共F帧,选取N个像素点,对每一帧的N个像素点 进行提取和跟踪;这样就得到N条链,又称为像素轨迹,每条链表示为一个长度为2F的向量 N条像素轨迹组合成一个2F×N的矩阵Y=[y1,y2,…,yN]∈R2F×N;
步骤2,以视频序列矩阵Y为输入,建立FSSR聚类模型s.t.pT1=1 pi≥0
其中Z是表示系数矩阵,p是特征选择向量,L是拉普拉斯矩阵,L=D–W,D是对角度矩阵,W=(wij)为相似图,wij=||yi-yj||2代表两个数据点之间的距离相似度,采用0-
1权重来构造k近邻图W,λ为正则项系数,tr(·)是矩阵的迹;
步骤3,使用增广拉格朗日函数和交替方向乘子法对函数模型优化;引入虚变量J=Z,根据增广拉格朗日函数可以使目标模型转化为如下形式s.t.pT1=1 pi≥0
最优表示系数矩阵Z*的求解过程如下:输入:视频序列矩阵Y,参数值λ,ρ和κ,最大迭代数tmax初始化:Z,J,p,Θ,t=0;
迭代31–34:
31.根据式(1)计算辅助变量J;
J=(YTdiag2(p)Y+ρI)-1(YTdiag2(p)Y+ρZ-Θ) (1)
32.根据式(2)计算表示系数矩阵Z;
-1
Z=(ρJ+Θ)(2λL+ρI) (2)
33.根据式(3)计算特征权值p;
p=PM(p) (3)
设 则p的初始解为 当设定特征选择参数M后,根据p的初始值对pi进行降序排序p1≥p2≥,...,≥pM≥pM+1≥,...,≥pd≥0,当i≤M时,pi保持初始值 不变;当i>M时,pi置为0,PM是表示这一关系的算子;
34.根据式(4)迭代Θ和ρ;
其中κ>1控制收敛速度,用于防止ρ变得过大,设置为108;
t=t+1
直至t≥tmax或函数收敛,输出Z*;
步骤4,由步骤3求得表示系数矩阵Z*之后,利用公式求关联矩阵S;
步骤5,利用规范化分割算法对关联矩阵S进行分割,根据聚类结果最终提取出动态目标。