Pedestrian tracking and collective behavior recognition - Führ, Gustavo (2017)
A análise de comportamento coletivo e rastreamento de pedestres apresentam diversas aplicações, especialmente em sistemas de vigilância inteligente. Neste trabalho é proposta uma solução compreensiva com objetivo de atingir rastreamento de pedestre e reconhecimento de atividade coletiva de maneira robusta baseada na utilização de câmeras calibradas. Primeiramente, com o objetivo de remover a necessidade de calibração manual, nós apresentamos um método de calibração automática que explora detectores de pedestres e remoção de fundo para calibragem baseada em otimização não-linear. Adicionalmente, nós propomos a utilização da matriz de calibração para gerar candidatos coerentes com a geometria de cena em detectores de pedestres. Nossa abordagem tem como objetivo diminuir o intervalo de escalas comumente utilizado em detectores baseados em janelas deslizantes, gerando um número menor de extrações de atributos e reduzindo o número de falsos positivos na detecção. Em seguida, nós propomos um método de rastreamento de múltiplos pedestres utilizando câmeras calibradas. Nossa abordagem explora histogramas de cor para rastrear os pequenas regiões (patches) de cada alvo. Os vetores de deslocamento obtidos através do pareamento de atributos de aparência são combinados com um vetor obtido através de um preditor de movimento em coordenadas de mundo. Adicionalmente, nós incluímos informações originárias de detectores de pedestres para aumentar a acurácia do sistema e sua habilidade de recuperação a falhas. Por fim, nós propomos uma abordagem hierárquica de duas camadas para o problema de reconhecimento de atividade coletiva baseada no uso de classificadores Random Forests. No primeiro nível da técnica proposta, nós utilizamos distâncias entre pares de pessoas e suas respectivas velocidades relativas para classificar interações de pares. Estas interações são combinadas com a dinâmica do formato do grupo observado (e sua respectiva velocidade) para o reconhecimento de atividades coletivas. Os experimentos realizados neste trabalho demonstram a qualidade de nossas abordagens em sequências de vídeos disponíveis publicamente. Nossos resultados mostram serem competitivos quando comparados com técnicas do estado da arte e, particularmente, apresentam uma boa generalização entre diferentes cenários de captura de vídeo.