目录

  • 动机
  • 主要贡献
  • 整体框架
  • 详细介绍
  • 重构DCF
  • 剩余学习
  • Spatial层
  • Temporal层
  • 跟踪过程
  • 实验结果


动机

       本文基于DCF进行改进，摘要中提到，基于DCF的跟踪器无法受益于端到端的训练。

主要贡献

       理解出错之处望不吝指正。
       主要包括一下三方面：
       1. 将CF重构为一个卷积层，这样使其受益于端到端的训练；
       2. 在时空上（spatiotemporal）使用剩余学习（residual learning）学习目标的外观变换；
       3. 本文提出的模型CREST在多个数据集上验证均可达到很好的效果。

整体框架

Crest Factor Reduction crest factor reduction CFR_特征提取


       模型的整体架构如上图所示，在跟踪第T帧时，将第T帧和第1帧送入特征提取层，得到特征图后，将第T帧特征图送入Base层（重构的DCF）和Spatial层，第1帧特征图送入Temporal层，将三个层的输出融合后得到响应图。

详细介绍

重构DCF

       DCF实际是优化以下函数：

       

Crest Factor Reduction crest factor reduction CFR_目标跟踪_02


       传统的损失函数形式如下：

       

Crest Factor Reduction crest factor reduction CFR_ICCV2017_03


       作者将DCF重构为一个卷积层，损失函数设置如下：

       

Crest Factor Reduction crest factor reduction CFR_卷积_04


       

Crest Factor Reduction crest factor reduction CFR_ICCV2017_05


       这样就可以用梯度下降去计算权重，而不是通过计算封闭解。

剩余学习

       作者提到，只使用一个卷积层来重构DCF得不到效果很好的响应图，但是又不想堆叠很多的卷积层（会带来梯度消失）。作者通过添加两个剩余层（我的理解：学习差异性）来解决这个问题，即：Spatial和Temporal。这样，响应图的计算就可为以下三部分：

       

Crest Factor Reduction crest factor reduction CFR_卷积_06


       这样，计算响应图的流程则如下：

       

Crest Factor Reduction crest factor reduction CFR_CREST_07

Spatial层

       首先介绍Spatial层。
       在我的理解下，这一部分实际上就是用于学习Base层的输出和真实输出的偏差（相当于微调），也就是用Spatial层的输出去改进Base层的输出。

Temporal层

       Temporal层的作用是，防止当前的跟踪结果和初始帧的跟踪目标偏差较大。本层旨在学习Base层的输出和第一帧跟踪目标的差异性（防止跟丢？）。

跟踪过程

       跟踪过程实际上和传统的DCF没啥区别。

  • 特征提取部分使用VGG网络；
  • Base、Spatial和Temporal层使用高斯函数初始化；
  • 尺度处理和以往的模型都一样，获取不同尺度的search patch，再resize到相同尺寸；
  • 每一帧的跟踪结果作为训练数据放到样本库中，每隔T帧对模型进行更新。

实验结果

  • 模型效果展示
  • OTB2013实验结果

  • OTB2015实验结果
  • VOT2016实验结果