Transporta ldzeku noteikana un parametru noskaidroana izmantojot video

Transporta līdzekļu noteikšana un parametru noskaidrošana izmantojot video apstrādi Roberts Kadiķis Kārlis Freivalds “Multifunkcionāla inteliģenta transporta sistēmas punkta tehnoloģija” (MITS). Nr. 2 DP/2. 1. 1. 1. 0/10/APIA/VIAA/086

Inteliģentās transporta sistēmas • Optimālākai satiksmes kontrolei un plānošanai- efektīvākai esošo ceļu izmantošanai http: //e 2 af. com/trend/090113_p 1. shtml http: //sideth. com/cameras-set-up-tonavigate-capital%E 2%80%99 s-traffic-jams/ http: //www. telegraph. co. uk/travelnews/6408123/Drive rs-face-chaos-as-15 -million-cars-on-road-for-half-term. html 2

Automašīnu atklāšana: fona uzkrāšana • Tukša ceļa fons tiek atņemts no šī brīža kadra [8] 3

Automašīnu atklāšana: fona uzkrāšana Vidējā vērtība Iezīmēšanas metode Mediānas vērtība Manuāla kadru izvēle [9] 4

Automašīnu atklāšana: pēc kustības • Sekojošu kadru starpība • Optiskās plūsmas analīze [10] [11] 5

Izsekošana: pēc modeļiem [13] [12] [14] 6

Izsekošana: pēc kontūra, apgabaliem • Mašīna aprakstīta ar kontūru, kas tiek izsekots: [15] 7

Izsekošana: pēc iezīmēm, tēliem • Tiek atrastas un izsekotas objektu reprezentējošas iezīmes – Stūri robežas • Deformējami tēli [16] [17] 8

Interešu apgabalu izmantošana • Atklāšanas līnijas, virtuālie cilpu atklājēji [18] [19] [10] [20] 9

Izaicinājumi • • • Nepieciešamas skaitļošanas jaudas reālā laika sistēmām Mainīgi āra apstākļi Mašīnu aizklāšanās Ēnas Darbība naktī [23] [22] [21] 10

Piedāvātā metode Roberts Kadiķis Kārlis Freivalds • Atklāšanas līnija perpendikulāra ceļam • Tiek lietota kustības atklāšana kombinācijā ar fona uzkrāšanu • Automašīnai šķērsojot atklāšanas līniju, tiek izveidots intervāls. Kad mašīna izbrauc no līnijas, intervāls tiek slēgts. • Metode derīga ceļiem ar nenoteiktu joslu skaitu, kuru virziens var laikā mainīties. Atklāšanas līnija Intervāls Kadiķis R. , Freivalds K. : Efficient Video Processing Method for Traffic Monitoring Combining Motion Detection and Background Subtraction. Proceedings of the Fourth International Conference on Signal and Image Processing 2012 (ICSIP 2012) Lecture Notes in Electrical Engineering Volume 221, 2013, pp 131 -141 11

Kustības atklāšana • Tiek iegūta un sliekšņota sekojošu kadru starpības absolūtā vērtība • Atbilstoši atklātajiem objektiem, tiek izveidots intervāls Intensitāte: t b) a) Kadru starpība: Sliekšņošana: White pixels indicate motion c) d) Intervāli: d) e) 12

Fona atņemšana: intensitāte • Tiek lietota stāvošu un vienmērīgi krāsotu objektu atklāšanai • Priekšplāna objektus atrod pēc vairākiem parametriem – intensitāte, robežas un krāsas Intensitāte: Intensitātes fons a) Fona atņemšana: c) b) Sliekšņošana: F – fona pikseļa intensitāte S – šī brīža kadra pikseļa intensitāte α – fona atjaunošanās ātrums k – kadra numurs d) 13

Fona atņemšana: robežas Intensitāte: a) Robežas: b) Fona atņemšana: Robežu fons: c) Sliekšņošana: Intervāli: d) g) • Bieži zīmīgākās robežas ir intervālu galos e) 14

Fona atņemšana: krāsas Krāsu komponente: Fons: Fona atņemšana: Cr: a) c) e) d) f) Cb: b) Komponenšu summa: g) Sliekšņošana h) 15

Adaptīvu sliekšņu iegūšana Pikseļu skaits Otsu metodē pikseļi tiek sadalīti tādējādi, ka fona un priekšplāna pikseļu izkliežu summa ir minimāla: Attēls, tā histogramma un atrastais slieksnis: Izveidotais attēls: Wf – priekšplāna pikseļu skaits Wb – fona pikseļu skaits σf 2 – priekšplāna pikseļu dispersija σb 2 – fona pikseļu dispersija σw 2 –svaroto dispersiju summa Pikseļu intensitāte 16

Automašīnu skaitīšana • Ja intervāls bijis pietiekami plats un pastāvējis pietiekamu kadru skaitu, mašīnu skaits tiek palielināts • Algoritms spēj atklāt atsevišķus aizklāšanās gadījumus Intervāli: occlusion H W W – intervāla maksimālais platums H – kadru skaits, kuros intervāls ir eksistējis 17

Algoritma demonstrācija 18

Testu rezultāti Video Reālais auto skaits Algoritma izskaitītais a) b) c) d) e) f) 100 100 77 42 48 105 100 71 44 46 Kļūdas Aizklāšanās 3 7 2 Izskaitīta kā divas 5 4 3 3 Citas 1 2 2 Precizitāte 95. 2% 100% 91. 5% 95. 7% 19

Vairāku atklāšanas līniju apvienošana • Skaitīšanas precizitātes palielināšana • Automašīnu parametru (izmēri, ātrums, virziens) iegūšana 20

Projekcijas transformācija 21

Parametru noteikšana • Platums ir vidējais intervāla garums • Ātrumu nosaka no laika, kurā mašīna nonāk līdz nākamajai līnijai • Garumu nosaka no ātruma un laika, vai tieši no taisnstūra garuma 22

Augstuma noteikšana • Augstumu rēķina no attiecības starp īsāko un garāko intervālu, kas pieder mašīnai 23

Noslēgums • Piedāvāts automašīnu atklāšanas algoritms, kas balstās uz jaunu pieeju - veidojot mašīnām atbilstošos intervālus uz atklāšanas līnijas. • Algoritms spēj atklāt automašīnas pie mainīga apgaismojuma, dažādos laika apstākļos • Precizitāte līdzīga kā citiem algoritmiem • Mazs skaitļošanas resursu patēriņš • Parametru noskaidrošana un klasifikācija 24

Paldies par uzmanību! 25