MATALB视频目标跟踪性能评估软件设计(3)
2.1.3 快速性
快速性是指跟踪算法追踪并定位目标的快慢程度。快速性体现在当目标运动速度迅速或运动极为不规律时，跟踪算法实时追踪目标的能力。跟踪算法的快速性与跟踪算法的跟踪原理、计算量大小、跟踪特征选取难度、更新速度、预估周期等特性息息相关。快速性可以用跟踪时间进行衡量 ，跟踪时间包括目标检测时间和图像跟踪时间。目标检测时间为跟踪算法对当前帧进行分析计算的时间间隔，从初始化到检测到目标为止的时间过程。图像跟踪时间是指从检测到目标到以相应形式输出目标位置为止的时间间隔。这种衡量方式较为直观，针对性较强，但计算量大，对算法的评估单一化严重，较为片面。快速性亦可通过准确性及鲁棒性进行侧面表述，可在设定视频帧播放速度的前提下，考察跟踪算法对目标定位的准确性及鲁棒性，播放速度越快且准确性越高，则算法的快速性和实时性越好；对复杂环境的鲁棒性越强，亦能从一定程度上证明算法的快速性越好。
2.2 评估指标的选定及分析
根据评估指标的相关选取要求及多方比较、考虑，最终选定重合度、精确度、倒角距离这三个评估指标，对视频目标跟踪算法进行评估。
2.2.1 重合度
重合度 考察的是目标跟踪结果和真实目标位置的重合程度。本文中将单帧重合度定义为目标跟踪结果边界框与真实目标位置边界框重合的面积比上两边界框并集的总面积。如图2.1所示，实线边框为目标真实位置边界框，坐标分别为 ，点划线边框为跟踪结果边界框，坐标为 。S1为两边框相交面积，重合度计算如下：
其中 的算法如下：
并集面积的算法如下：2.1 目标跟踪样图
重合度的范围为 ，重合度为0表示目标跟踪结果与真实目标位置的重叠面积为0，即未跟踪到目标；重合度为1表示目标跟踪结果与真实目标位置完全重叠。重合度越高，则跟踪效果越好。
单帧重合度能够对每一帧中的跟踪情况进行评定，在评估结束时，人机界面会给出重合度曲线，直观展示每一帧的单帧重合度。通过单帧重合度曲线，用户可以了解跟踪算法的具体定位情况及整体趋势走向，便于后续分析的进行。同时，人机界面也将给出总体重合度。总体重合度是将视频所有帧的单帧重合度进行平均，根据总体重合度，用户可以判定被评估算法的整体平均水平，方便对各算法进行比较与排名。
重合度可以在很大程度上展现视频目标跟踪算法的准确性，但对于跟踪失败时，目标跟踪结果与真实目标位置的偏离程度不能从该指标看出。
2.2.2 精确度
精确度 考察的是在一定阈值下，目标跟踪算法跟踪成功的帧数比例，阈值可由用户设定。本文中，精确度是定义在重合度的基础之上的，其具体定义为在用户设定的阈值下，跟踪后的单帧重合度大于该阈值的帧数与所有帧数的比值，精确度的范围为 ，精确度为0表示目标跟踪效果较差，均未能精确地跟踪到目标；精确度为1表示跟踪效果优异，跟踪过程中均较为准确地跟踪到目标。精确度是针对目标跟踪的整体性能进行评估的，反映了跟踪算法保持高水平跟踪的能力，它具有一定程度的宏观性和灵活性。通过改变阈值测量精确度可以判断被测算法的准确性，阈值越高的情况下精确度越大，则算法的准确性越好。阈值也可以根据实际需要进行设定。但对于具体情况的分析，精确度的辅助性不大。
2.2.3 倒角距离