Une manière simple d'analyser des vidéos géospatiales
Un système facile à utiliser pour gérer et analyser des données vidéo géospatiales.
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Table des matières
Les vidéos géospatiales sont des vidéos qui capturent des lieux et des moments précis. Les sources courantes incluent les caméras de surveillance, les caméras de téléphone et les caméras corporelles portées par les policiers. Ces vidéos deviennent de plus en plus populaires, leur nombre augmentant chaque jour. Cependant, gérer et interroger ce type de données reste un défi.
Le défi des vidéos géospatiales
Avec la croissance des vidéos géospatiales, on fait face à des difficultés pour y accéder et les Analyser. Les systèmes actuels ne permettent pas aux utilisateurs d'interagir facilement avec ces données. L'essor de l'apprentissage automatique (ML) a ajouté à la complexité. Bien que le ML puisse effectuer des tâches comme détecter des Objets et estimer la profondeur des images, il nécessite souvent des ressources computationnelles importantes.
Par exemple, traiter une seule vidéo de 20 secondes peut prendre plusieurs secondes à un GPU moderne pour l'analyser. Lorsqu'on traite des milliers de ces vidéos, le temps nécessaire pour tout traiter peut devenir écrasant. Les méthodes de programmation traditionnelles et les outils d'analyse vidéo exigent souvent une expertise que l'utilisateur moyen n'a pas.
Un nouveau cadre pour l'analyse vidéo géospatiale
Pour aider avec ce dilemme, on propose un nouveau système conçu pour gérer et analyser les vidéos géospatiales. Ce système permet aux utilisateurs de créer leurs propres flux de travail de manière claire et facile. Il offre une interface simplifiée, la rendant plus accessible pour les utilisateurs sans compétences avancées en programmation.
Ce cadre utilise un langage spécifique adapté à l'analyse vidéo géospatiale. Les utilisateurs peuvent créer des flux de travail en utilisant une approche simple en trois étapes : construire, filtrer et observer. Cela rend la tâche facile pour tout le monde, y compris les journalistes ou les chercheurs, pour analyser de gros volumes de données vidéo sans avoir besoin d'être des experts en traitement vidéo ou en programmation.
Comment fonctionne le système
Construire un monde
La première étape consiste à créer un "monde". Cet environnement virtuel accumule les données vidéo ainsi que des informations pertinentes, comme le réseau routier et les spécifications des caméras. Les utilisateurs peuvent ajouter des fichiers vidéo avec leurs Métadonnées associées. Ce faisant, le système commence à comprendre le contexte des vidéos.
Filtrer les données
Une fois le monde établi, la prochaine étape est le Filtrage. Les utilisateurs peuvent spécifier les objets qui les intéressent, comme des véhicules ou des piétons. Le système réduit alors les données vidéo pour ne conserver que ce que l'utilisateur veut voir. Par exemple, si un journaliste cherche des interactions policières impliquant des véhicules, il peut filtrer les vidéos pour se concentrer uniquement sur ces situations.
Observer les résultats
Après le filtrage, les utilisateurs peuvent observer les résultats. Cela leur permet de sauvegarder les extraits de vidéo qui répondent à leurs critères. La sortie peut être personnalisée, y compris des options pour mettre en avant les objets d'intérêt. Ce processus fait gagner un temps précieux aux utilisateurs, car ils n'ont plus besoin de fouiller des heures de séquences pour trouver ce dont ils ont besoin.
Internes du système
La technologie sous-jacente de ce système est conçue pour optimiser les performances. En utilisant les métadonnées existantes dans les vidéos et le comportement physique des objets, le système peut traiter les données de manière efficace.
Tirer parti des métadonnées
Le système profite des métadonnées, comme les horodatages et les emplacements, pour déterminer la pertinence. Par exemple, si un utilisateur recherche une voiture à une intersection précise, le système peut rapidement éliminer les images vidéo qui ne montrent pas cette zone. Cela réduit le nombre d'images à analyser par des processus coûteux en ressources, permettant des résultats plus rapides.
Comportement physique des objets
Les objets du monde réel ont des comportements prévisibles. Par exemple, les voitures suivent les règles de circulation et circulent sur des routes désignées. Le système utilise ces comportements pour affiner davantage l'analyse et le traitement. Si une voiture est censée se déplacer d'une certaine manière, le système peut ignorer l'analyse des images qui ne correspondent pas à ce comportement.
Techniques d'optimisation
Le système utilise diverses techniques d'optimisation pour améliorer les performances. Cela inclut la réduction des images inutiles, la minimisation du nombre d'objets à suivre et l'utilisation de méthodes simplifiées pour estimer les emplacements.
Réduire les images vidéo
En se concentrant sur les images vidéo les plus pertinentes, le système évite de perdre du temps sur des séquences qui sont peu susceptibles de contenir les objets d'intérêt. Si une route n'apparaît pas dans une image, le système ne traitera pas cette image, économisant du temps et des ressources.
Minimiser le nombre d'objets
Tous les objets détectés dans une vidéo n'ont pas besoin d'être analysés. En filtrant les objets selon les critères de l'utilisateur, le système s'assure que seuls les objets pertinents sont traités. C'est particulièrement important dans des scènes chargées avec de nombreux types d'objets.
Simplifier l'estimation de l'emplacement
Au lieu de s'appuyer sur des modèles d'apprentissage automatique lourds pour estimer l'emplacement 3D des objets, le système peut utiliser des calculs géométriques plus simples lorsque certaines conditions sont remplies. Cette approche accélère le processus sans sacrifier la précision.
Applications dans le monde réel
Ce système a diverses applications dans différents domaines. Par exemple, les journalistes peuvent l'utiliser pour enquêter sur les interactions policières en filtrant et en analysant rapidement les séquences pertinentes. Les analystes de la circulation peuvent examiner les conditions routières et les comportements des véhicules en temps réel, aidant à améliorer les mesures de sécurité.
Conclusion
L'essor des vidéos géospatiales présente à la fois des défis et des opportunités. En fournissant un cadre facile à utiliser pour analyser ces données, on peut donner aux utilisateurs le pouvoir de prendre des décisions éclairées basées sur des preuves visuelles. Ce système comble le fossé entre des techniques complexes de traitement vidéo et les utilisateurs quotidiens, ouvrant de nouvelles voies pour la recherche, le reportage et les informations basées sur les données.
Titre: Spatialyze: A Geospatial Video Analytics System with Spatial-Aware Optimizations
Résumé: Videos that are shot using commodity hardware such as phones and surveillance cameras record various metadata such as time and location. We encounter such geospatial videos on a daily basis and such videos have been growing in volume significantly. Yet, we do not have data management systems that allow users to interact with such data effectively. In this paper, we describe Spatialyze, a new framework for end-to-end querying of geospatial videos. Spatialyze comes with a domain-specific language where users can construct geospatial video analytic workflows using a 3-step, declarative, build-filter-observe paradigm. Internally, Spatialyze leverages the declarative nature of such workflows, the temporal-spatial metadata stored with videos, and physical behavior of real-world objects to optimize the execution of workflows. Our results using real-world videos and workflows show that Spatialyze can reduce execution time by up to 5.3x, while maintaining up to 97.1% accuracy compared to unoptimized execution.
Auteurs: Chanwut Kittivorawong, Yongming Ge, Yousef Helal, Alvin Cheung
Dernière mise à jour: 2024-07-14 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://arxiv.org/abs/2308.03276
Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2308.03276
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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