Umgang mit Okklusion bei der Personenwiedererkennung
Ein neues Framework verbessert die Erkennung in überfüllten Umgebungen, obwohl die Sicht blockiert ist.
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Inhaltsverzeichnis
Die Personenwiedererkennung ist wichtig, um Menschenmengen im Auge zu behalten und die öffentliche Sicherheit zu gewährleisten. Allerdings kann es schwer sein, jemanden in einer Menge zu erkennen, wenn die Sicht blockiert ist, was die Effektivität vieler bestehender Systeme verringert. Diese Arbeit bietet eine Lösung, indem sie ein Framework erstellt, um die fehlenden Teile von Bildern und Videos zu erkennen und zu ergänzen, in denen Personen versteckt sind.
Problem mit Okklusion
Okklusion tritt auf, wenn etwas die Sicht auf eine Person im Kameraausschnitt blockiert. Das können andere Leute, Gegenstände oder sogar Wände sein. In solchen Fällen kämpfen traditionelle Methoden zur Wiedererkennung. Die meisten Methoden, die darauf abzielen, Personen wiederzuerkennen, setzen auf klare Bilder ohne Hindernisse, aber das reale Leben erlaubt oft keine solchen Bedingungen.
Wenn mehrere Bilder in einem Video blockiert sind, macht es das noch schlimmer. Viele frühere Versuche, dieses Problem zu lösen, konzentrierten sich darauf, den Körperpose und die sichtbaren Teile einer Person zu verwenden. Sie haben die Beziehung zwischen den Bildern in einem Video nicht berücksichtigt, was bedeutet, dass sie einen grossen Teil des Bildes verpasst haben.
Vorgeschlagenes Framework
Um diese Herausforderungen anzugehen, haben wir eine aktualisierte Methode zur Rekonstruktion von Bildern und Videos entwickelt, in denen Teile einer Person versteckt sind. Wir kombinieren verschiedene Modelle basierend auf Deep-Learning-Techniken. Für Videos verwenden wir eine spezielle Art von Netzwerk, das Bildfolgen zusammen verarbeitet und Einzelheiten aus vorherigen Bildern erfasst, um die Lücken besser zu füllen. Für Standbilder wenden wir ein anderes Modell an, das sich ausschliesslich auf dieses eine Bild konzentriert.
Zusätzlich verfeinern wir diese rekonstruierten Bilder mit einem weiteren fortgeschrittenen Modell. Dieser Schritt hilft, die Klarheit zu verbessern und die Qualität dessen, was erstellt wurde, zu erhöhen, indem Fehler reduziert werden und das Endergebnis viel genauer wird.
So funktioniert's
Okklusionsdetektion: Zuerst identifizieren wir, welche Bilder blockiert sind. Wir nutzen ein spezialisiertes Netzwerk, um jedes Bild zu analysieren und es als "blockiert" oder "klar" zu klassifizieren.
Rekonstruktion:
- Für Videos nehmen wir die erkannten blockierten Bilder und fügen die fehlenden Details hinzu, indem wir auf frühere Bilder zurückblicken. So können wir sowohl Informationen aus der Vergangenheit als auch aus der Gegenwart nutzen.
- Für Bilder verwenden wir ein anderes Modell, um die blockierten Bereiche abzuschätzen und zu füllen.
Feinabstimmung: Nachdem wir die fehlenden Informationen ergänzt haben, verbessern wir diese Bilder weiter mit einem weiteren fortgeschrittenen Modell. Dieses Modell funktioniert wie ein Übersetzer und stellt sicher, dass die ausgefüllten Bereiche dem tatsächlichen unblockierten Bild entsprechen.
Wiedererkennung: Schliesslich verwenden wir ein spezielles Netzwerk, das darauf ausgelegt ist, zu bestimmen, ob zwei Bilder dieselbe Person zeigen. Wir trainieren dieses Netzwerk, indem wir ihm Bildpaare zur Verfügung stellen und ihm beibringen, zwischen Übereinstimmungen und Unterschieden zu unterscheiden.
Ergebnisse und Analyse
Wir haben unsere Methode mit mehreren gängigen Datensätzen getestet. Diese Datensätze beinhalten eine Mischung aus Videos und Bildern, um die Gesamtleistung unseres Ansatzes in realen Szenarien zu bewerten. Die ersten Ergebnisse zeigen, dass unsere Methoden effektiv sind, um okkludierte Bereiche zu rekonstruktion und die Genauigkeit der Personenwiedererkennung zu verbessern.
Unser Framework zeigte deutliche Verbesserungen im Vergleich zu traditionellen Methoden sowohl bei Bildern als auch bei Videos. Insbesondere haben wir unseren Ansatz mit anderen verfügbaren Methoden verglichen und festgestellt, dass unser Ansatz besser abschneidet, wenn es darum geht, die Identitäten von Personen zuzuordnen. Das bestärkt die Idee, dass unsere Methode in praktischen Situationen gut funktionieren kann, was sie für die Echtzeitüberwachung geeignet macht.
Bedeutung der Studie
Die Ergebnisse dieser Forschung heben die Bedeutung hervor, mit okkludierten Ansichten in der Personenwiedererkennung umzugehen. Die Fähigkeit, Menschen zu rekonstruieren und zu erkennen, die teilweise verborgen sind, ist entscheidend für viele Anwendungen, einschliesslich Sicherheit und Menschenmanagement. Durch die Verbesserung von Erkennungs- und Rekonstruktionsmethoden trägt diese Arbeit positiv dazu bei, die Sicherheitsmassnahmen zu erhöhen.
Zukünftige Aussichten
Obwohl unser Ansatz vielversprechend ist, gibt es noch viel zu tun. Zukünftige Forschungen könnten darauf abzielen, die Fähigkeit der Methode zu erweitern, sich an verschiedene Umgebungen und die damit verbundenen Herausforderungen anzupassen. Dies könnte beinhalten, das Framework an grösseren und vielfältigeren Datensätzen zu testen, die unterschiedliche Blickwinkel und Lichtverhältnisse umfassen.
Es gibt auch Möglichkeiten, die Algorithmen weiter zu verfeinern, um Genauigkeit und Effizienz zu verbessern. Mit dem weiteren Fortschritt der Technologie könnte die Integration fortschrittlicherer Techniken, wie maschinelles Lernen, noch bessere Ergebnisse liefern.
Zusammenfassung
Insgesamt behandelt diese Arbeit erfolgreich die Herausforderungen, die durch Okklusion in der Personenwiedererkennung entstehen, durch einen Multi-Modell-Ansatz. Durch die Kombination verschiedener spezialisierter Methoden haben wir ein robusteres Framework geschaffen, das verbessert, wie wir Individuen in überfüllten Umgebungen erkennen. Mit vielversprechenden Ergebnissen und Potenzial für zukünftige Verbesserungen legt diese Forschung den Grundstein für weitere Fortschritte in dem Bereich.
Titel: A Novel end-to-end Framework for Occluded Pixel Reconstruction with Spatio-temporal Features for Improved Person Re-identification
Zusammenfassung: Person re-identification is vital for monitoring and tracking crowd movement to enhance public security. However, re-identification in the presence of occlusion substantially reduces the performance of existing systems and is a challenging area. In this work, we propose a plausible solution to this problem by developing effective occlusion detection and reconstruction framework for RGB images/videos consisting of Deep Neural Networks. Specifically, a CNN-based occlusion detection model classifies individual input frames, followed by a Conv-LSTM and Autoencoder to reconstruct the occluded pixels corresponding to the occluded frames for sequential (video) and non-sequential (image) data, respectively. The quality of the reconstructed RGB frames is further refined and fine-tuned using a Conditional Generative Adversarial Network (cGAN). Our method is evaluated on four well-known public data sets of the domain, and the qualitative reconstruction results are indeed appealing. Quantitative evaluation in terms of re-identification accuracy of the Siamese network showed an exceptional Rank-1 accuracy after occluded pixel reconstruction on various datasets. A comparative analysis with state-of-the-art approaches also demonstrates the robustness of our work for use in real-life surveillance systems.
Autoren: Prathistith Raj Medi, Ghanta Sai Krishna, Praneeth Nemani, Satyanarayana Vollala, Santosh Kumar
Letzte Aktualisierung: 2023-04-16 00:00:00
Sprache: English
Quell-URL: https://arxiv.org/abs/2304.07721
Quell-PDF: https://arxiv.org/pdf/2304.07721
Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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