Відстеження об’єктів у відеопотоці
Трекінг для однієї камери
Найчастіше робота модулів трекінгу нерозривно пов'язані з роботою детектора руху. Для побудови траєкторій переміщення ведеться послідовний аналіз кожного кадру, на якому присутні об'єкти, що рухаються. У загальному випадку в одному кадрі може бути кілька об'єктів, що рухаються, тому програмі необхідно не тільки побудувати траєкторії, але і розрізнити об'єкти та їх переміщення.
Трекінг з двох кадрів
Найбільш проста реалізація трекінгу розглядає два кадри і будує траєкторії по них. Спочатку відзначаються переміщення на поточному та попередньому кадрі, далі, аналізуючи швидкість, напрями руху об'єктів, а також їх розміри, обчислюються ймовірності переходу об'єктів з однієї точки траєкторії попереднього кадру до іншої точки поточного. Найбільш ймовірні переміщення надаються кожному об'єкту і складаються в траєкторію.
Трекінг з кількох кадрів
Об'єкти в кадрі можуть переміщатися по-різному: їх траєкторії можуть перетинатися, вони можуть зникати і виникати знову (наприклад, якщо камера стежить за автомагістраллю, автомобіль у кадрі може перекриватися іншим, а потім знову виїжджати через нього), кілька об'єктів можуть об'єднуватися чи різко змінювати напрямок руху. У таких випадках завдання побудови точної траєкторії ускладнюється. Для аналізу таких складних переміщень метод побудови траєкторії по двох кадрах не підходить, він дає високу похибку. Для підвищення точності трекінгу частина виробників використовують технологію аналізу послідовності кадрів та безперервної постобробки отриманих результатів.
Програма будує графи - аналізує переходи об'єктів із одного стану до іншого. Щоб зрозуміти, якому об'єкту яке переміщеннявідповідає, також аналізуються швидкості та напрями руху, положення, колірні характеристики. Як результат видається набір найімовірніших переміщень об'єкта, що утворює траєкторію. Різниця методів у тому, що з обробці послідовності кадрів враховується як поточне становище об'єкта, і історія його переходів, що дозволяє підвищити точність у складних ситуаціях перетину руху, зникнень і виникнень об'єкта.
Розглянуті алгоритми добре працюють зі сценами, в яких об'єкти рухаються окремо один від одного, але для руху в скупченнях вони не застосовуються.
Кореляційні методи
Для аналізу масових переміщень використовуються кореляційні методи: оператору необхідно задати область кадру, переміщення якої будуватиметься, потім програма почне пошук цієї області на наступних кадрах, після чого видасть траєкторію.
В якості пошукової області також може виступати будь-який об'єкт, на який зреагував детектор руху, або об'єкт певного типу, який виявив класифікатор ПЗ. Програма складає гістограму кольорів виділеної області, відзначає особливі точки (характерні кути, відстані), потім відбувається пошук на наступних кадрах.
Головний недолік кореляційного методу - його висока ресурсомісткість, оскільки на первинний аналіз пошукового зразка (виділення кольорів, побудова гістограми, визначення особливих точок) потрібно в десятки, інколи ж у сотні разів більше обчислювальних потужностей, ніж вимагає метод, заснований на детекторі руху. Крім того, кореляційний метод будує траєкторії лише заданих для пошуку об'єктів. Методи трекінгу по двох або кількох кадрах будують траєкторії всіх об'єктів, що рухаються, надаючи інструмент пошукутраєкторії об'єктом або об'єктом його траєкторії. Кореляційний метод не застосовується для сцен із високою інтенсивністю руху.
Міжкамерний трекінг
Перший спосіб
Другий спосіб
Заснований на роботі інтерактивного пошуку за прикметами та не потребує встановлення спеціального обладнання. Оператору необхідно позначити існуючі камери на плані у програмі, задати середній час переходу від однієї камери до іншої, вибрати з архіву зразок об'єкта, траєкторію якого будуватиме система, або створити його самостійно - задати пропорції, розмір, вказати колірні характеристики. Програма видасть усі об'єкти, схожі на пошуковий запит, оператору необхідно вибрати потрібний. Далі здійснюється пошук даного зразка на сусідніх камерах системи, програма аналізує план території, визначає, коли обраний об'єкт міг досягти тієї чи іншої камери, та видає відповідні результати у вигляді набору треків - згрупованих кадрів об'єкта з одного ІР-каналу. Угруповання зображень відбувається на підставі нерозривного руху об'єкта у полі зору камери. Оператор вибирає з представлених наборів результат, відповідний об'єкту, що шукається, запускає подальший пошук. Таким чином, пошук відбувається покроково, і його можна продовжувати доти, доки об'єкт не зникне з поля зору всіх камер системи або поки оператор не отримає достатніх даних. Побудову траєкторії можна зупинити будь-якому етапі.
Цей спосіб вимагає набагато більше часу оператора і набагато більше уваги, але й точність отриманих результатів є дуже високою. До переваг методу також можна віднести той факт, що камери в системі не повинні бути пов'язані та суворо відкалібровані - покрокова побудова траєкторії та алгоритми пошуку за прикметамироблять пошук незалежним.
1. Необхідність пов'язати площини спостереження камери та плану – головна складність.
3. Прив'язка поля зору камери до області на плані.
4. Відділення об'єктів друг від друга.
Олександр Коробков, головний архітектор компанії Macroscop
Опубліковано в "Системи безпеки" №3, 2014