تتبع الكائنات
اكتشف تتبع الكائنات باستخدام Ultralytics! تعرّف على كيفية تتبع الحركة والسلوك والتفاعلات في الفيديو باستخدام نماذج YOLO للتطبيقات في الوقت الفعلي.
تتبع الكائنات هو مهمة أساسية في الرؤية الحاسوبية (CV) تتضمن تحديد وتتبع كائن متحرك واحد أو أكثر عبر سلسلة من إطارات الفيديو. على عكس اكتشاف الأجسام، الذي يحدد موقع الأجسام في صورة واحدة، يضيف تتبع الأجسام بُعدًا زمنيًا من خلال تعيين معرّف فريد لكل جسم والحفاظ على هويته أثناء تحركه أو تغير مظهره أو احتجابه مؤقتًا. تسمح هذه الإمكانية بفهم أعمق لسلوك الكائنات وتفاعلاتها وأنماط حركتها بمرور الوقت، مما يجعلها حجر الزاوية في العديد من تطبيقات تحليل الفيديو الديناميكية.
كيفية عمل تتبع الكائنات
تبدأ عملية تتبع الكائنات عادةً باستخدام نموذج اكتشاف الكائنات لتحديد الكائنات وتحديد موقعها في الإطار الأول من الفيديو. يتم تعيين معرف تتبع فريد لكل كائن تم اكتشافه. في الإطارات اللاحقة، تتنبأ خوارزمية التتبع بالمواقع الجديدة لهذه الأجسام وتحاول مطابقتها مع الأجسام المكتشفة حديثًا. تعتمد هذه العملية على تقنيات مختلفة:
- التنبؤ بالحركة: تُستخدم خوارزميات مثل مرشِّح كالمان (KF) لتقدير الموقع المستقبلي للجسم بناءً على حالاته السابقة (الموقع والسرعة). يساعد ذلك في تضييق نطاق البحث عن الجسم في الإطار التالي.
- مطابقة المظهر: يتضمن ذلك استخراج السمات المميزة من كائن ما، مثل الرسوم البيانية اللونية أو التضمينات القائمة على التعلم العميق. تُنشئ هذه الميزات توقيعًا فريدًا يساعد في إعادة تحديد هوية الكائن حتى بعد الانسداد أو التغييرات الكبيرة في المظهر.
- ربط البيانات: هذه هي الخطوة الحاسمة لمطابقة المسارات الموجودة مع الاكتشافات الجديدة. تتعامل الخوارزميات مثل الخوارزمية الهنغارية أو الأساليب الأكثر تقدمًا مثل ByteTrack و BoT-SORT مع هذا الربط، حتى في السيناريوهات المعقدة التي تحتوي على العديد من الكائنات.
تتبع الكائنات مقابل اكتشاف الكائنات
على الرغم من ارتباطهما الوثيق، فإن تتبع الأجسام واكتشاف الأجسام يخدمان أغراضًا مختلفة.
- اكتشاف الكائن: هذه هي عملية تحديد وتصنيف الكائنات داخل صورة واحدة أو إطار فيديو واحد. يكون الناتج عبارة عن مجموعة من المربعات المحدودة وتسميات الفئات ودرجات الثقة لكل كائن. يجيب على السؤال "ما هي الكائنات الموجودة في هذا الإطار؟
- تتبُّع الأجسام: يعتمد هذا على اكتشاف الكائنات. فهو يأخذ الاكتشافات من كل إطار ويربطها عبر تسلسل الفيديو بأكمله، مع تعيين معرّف ثابت لكل كائن. يجيب على السؤال "أين يذهب هذا الكائن المحدد؟
من حيث الجوهر، يمكنك التفكير في اكتشاف الكائنات على أنه التقاط لقطات، بينما يؤدي تتبع الكائنات إلى إنشاء قصة مستمرة لرحلة كل كائن عبر الفيديو. تدمج نماذج Ultralytics YOLO كلاهما بسلاسة، مما يسمح للمستخدمين بإجراء تتبع متعدد الكائنات بكفاءة ودقة عالية.
التطبيقات الواقعية
يُعد تتبع الأجسام تقنية تحويلية لها العديد من التطبيقات في مختلف الصناعات.
- المراقبة الذكية والأمن الذكي: في مجال الأمن، يُستخدم تتبع الأشياء لمراقبة الأشخاص والمركبات في الوقت الفعلي. يمكن تهيئة النظام لتتبع شخص يدخل منطقة محظورة تلقائيًا، أو تتبع مركبة مشبوهة في موقف للسيارات، أو إحصاء عدد الأشخاص الذين يدخلون ويخرجون من مبنى. ويتيح ذلك إصدار تنبيهات آلية وتحليلات جنائية دون إشراف بشري مستمر. على سبيل المثال، يمكن تصميم نظام إنذار أمني لتشغيله عندما يتم تعقب شخص يتحرك إلى منطقة محددة مسبقاً بعد ساعات العمل.
- المركبات ذاتية القيادة: بالنسبة للسيارات ذاتية القيادة، يعد تتبع المركبات الأخرى والمشاة وراكبي الدراجات أمراً بالغ الأهمية للملاحة الآمنة. فمن خلال تتبع الأجسام المحيطة بها، يمكن للمركبة التنبؤ بمساراتها وفهم نواياها (على سبيل المثال، أحد المشاة على وشك عبور الشارع)، واتخاذ قرارات مستنيرة لتجنب الاصطدامات. ويوفر هذا التتبع المستمر فهماً أكثر ثراءً للبيئة المحيطة أكثر من الاكتشاف أحادي الإطار وحده.
- التحليلات الرياضية: يستخدم المدربون والمحللون تتبع الأجسام لمراقبة تحركات اللاعبين في الملعب. فمن خلال تتبع كل لاعب، يمكنهم تحليل التشكيلات، وقياس مقاييس الأداء مثل المسافة المقطوعة والسرعة، وتطوير استراتيجيات أفضل للعبة. يمكن دمج ذلك مع تقدير الوضعية لتحليل أسلوب اللاعب بالتفصيل.
- تحليلات البيع بالتجزئة: يستخدم تجار التجزئة التتبع لفهم سلوك العملاء في المتاجر. من خلال تحليل أنماط حركة المرور على الأقدام، وأوقات المكوث في الممرات المختلفة، والتفاعلات مع المنتجات، يمكن للشركات تحسين تخطيطات المتاجر وتحسين تجربة العملاء. يمكن استخدام ذلك أيضًا لإدارة طوابير الانتظار لتقليل أوقات الانتظار عند الخروج.
الأدوات والتنفيذ
أصبح تنفيذ حلول قوية لتتبع الكائنات أكثر سهولة من أي وقت مضى باستخدام الأدوات والأطر الحديثة.
