23、模拟神经背/腹通路的运动检测与跟踪

模拟神经背/腹通路的运动检测与跟踪

在计算机视觉领域，运动检测与跟踪是重要的研究方向。人类视觉系统在这方面表现出色，但当前的自动跟踪系统还有很大的提升空间。本文将探讨运动检测与跟踪的相关方法和技术。

1. 视觉目标跟踪范式及新范式的提出

当前，视觉目标跟踪主要有两种范式，且都存在一定问题：
- 背景建模范式 ：对每个像素进行统计建模，将与背景有显著差异的区域视为目标。但一维统计难以区分噪声和真实运动。
- 位置预测结合外观模型范式 ：该方法需在跟踪前获取外观模型，且物体外观变化时，外观模型易失效。

为解决这些问题，提出了一种受人类视觉系统跟踪架构启发的新范式：采用双通道形式 - 运动方法，利用时空小波分解计算运动通道，实现真实运动检测，同时依靠逻辑排序机制维持目标跟踪。

此外，还提出了一个全面的视觉目标跟踪理论框架，所有跟踪系统可视为三个模块的组合：
1. 运动检测（MD）模块 ：检测物体的运动情况。
2. 外观模型（AM）模块 ：处理物体的外观信息。
3. 位置预测（LP）模块 ：预测物体的位置。

另外，还有一个处理目标行为分析（BA）的模块，这也是监控的最终目标。

2. 人类视觉系统中的运动处理

人类视觉系统中，运动处理从视网膜广泛分布到视觉皮层，许多有趣和重要的结构集中在中颞叶（MT）和 V5 区域。运动检测是一种直接体验，由视觉系统独特指定。以下是一些相