Mean shift算法

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原创最新推荐文章于 2026-03-05 00:18:19 发布 329 阅读 AI 写同款· GEO 优化 ›

传统目标跟踪——MeanShift算法举个简单的例子，比如我现在有一张图片，我们要跟踪图片右下角的一个物体，但是我不知道这个物体的坐标范围，所以我只能一次一次的去尝试（在代码中修改初始框的位置后，看看程序的运行情况）来保证代码能够正常运行，但这样代码的普适性很差，因为每当要更改跟踪对象的时候，都需要反复的修改，才能应对当前的情况，这样实在是有点麻烦。这样，最后圆形的窗口会落到像素分布最大的地方，也就是图中的绿色圈，命名为C2。运行上面的代码，会跳出一个窗口，窗口上显示的就是我们载入的视频的第一帧，我们用鼠标拖动，画出我们要跟踪的物体的位置。阅读详情

Mean Shift，我们翻译为“均值飘移”。其在聚类，图像平滑。图像分割和跟踪方面得到了比较广泛的应用。由于本人目前研究跟踪方面的东西，故此主要介绍利用Mean Shift方法进行目标跟踪，从而对MeanShift有一个比较全面的介绍。

（以下某些部分转载常峰学长的“Mean Shift概述”） Mean Shift 这个概念最早是由Fukunaga等人于1975年在一篇关于概率密度梯度函数的估计（The Estimation of the Gradient of a Density Function, with Applications in Pattern Recognition ）中提出来的,其最初含义正如其名,就是偏移的均值向量,在这里Mean Shift是一个名词,它指代的是一个向量,但随着Mean Shift理论的发展,Mean Shift的含义也发生了变化,如果我们说Mean Shift算法,一般是指一个迭代的步骤,即先算出当前点的偏移均值,移动该点到其偏移均值,然后以此为新的起始点,继续移动,直到满足一定的条件结束.

然而在以后的很长一段时间内Mean Shift并没有引起人们的注意,直到20年以后,也就是1995年,另外一篇关于Mean Shift的重要文献（Mean shift, mode seeking, and clustering ）才发表.在这篇重要的文献中,Yizong Cheng对基本的Mean Shift算法在以下两个方面做了推广,首先Yizong Cheng定义了一族核函数,使得随着样本与被偏移点的距离不同,其偏移量对均值偏移向量的贡献也不同,其次Yizong Cheng还设定了一个权重系数,使得不同的样本点重要性不一样,这大大扩大了Mean Shift的适用范围.另外Yizong Cheng指出了Mean Shift可能应用的领域,并给出了具体的例子。

Comaniciu等人在还（Mean-shift Blob Tracking through Scale Space）中把非刚体的跟踪问题近似为一个Mean Shift最优化问题,使得跟踪可以实时的进行。目前，利用Mean Shift进行跟踪已经相当成熟。

Meanshift不仅可以用于图像滤波，视频跟踪，还可以用于图像分割。

　　一般而言一副图像的特征点至少可以提取出5维，即(x,y,r,g,b)，众所周知，meanshift经常用来寻找模态点，即密度最大的点。所以这里同样可以用它来寻找这5维空间的模态点，由于不同的点最终会收敛到不同的峰值，所以这些点就形成了一类，这样就完成了图像分割的目的，有点聚类的意思在里面。

　　有一点需要注意的是图像像素的变化范围和坐标的变化范围是不同的，所以我们在使用窗口对这些数据点进行模态检测时，需要使用不同的窗口半径。因此在opencv自带的meanshift分割函数pyrMeanShiftFiltering()函数中，就专门有2个参数供选择空间搜索窗口半径和颜色窗口搜索半径的。