Re-identificação de objectos (Re-ID)

A reidentificação de objectos (Re-ID) é uma técnica especializada de visão por computador (CV) utilizada para reconhecer um objeto em várias câmaras não sobrepostas ou durante períodos prolongados. Ao contrário do rastreio contínuo num único fluxo de vídeo, a Re-ID centra-se na correspondência da identidade de um objeto quando este reaparece depois de ter estado fora de vista. Por exemplo, pode identificar uma pessoa vista por uma câmara na entrada de um edifício e, mais tarde, reconhecer o mesmo indivíduo numa transmissão de uma câmara diferente de um corredor. Isto é conseguido através da criação de uma assinatura única, baseada na aparência de cada objeto, que se mantém consistente apesar das alterações na perspetiva, iluminação ou pose.

Como funciona a reidentificação de objectos

O núcleo do Re-ID é aprender uma representação descritiva das caraterísticas, ou uma incorporação, para cada objeto detectado. Este processo envolve normalmente um modelo de aprendizagem profunda, muitas vezes construído com estruturas como PyTorch ou TensorFlow, que é treinado para extrair caraterísticas visuais distintas.

• Extração de caraterísticas: Quando um objeto é detectado, o seu fragmento de imagem (o conteúdo dentro da sua caixa delimitadora) é introduzido numa rede neural. Esta rede produz um vetor de caraterísticas compacto que engloba o aspeto único do objeto, como as cores e texturas da roupa de uma pessoa ou o modelo e cor de um automóvel.
• Aprendizagem métrica: Para garantir que estas caraterísticas são altamente discriminativas, os modelos são frequentemente treinados utilizando técnicas de aprendizagem métrica profunda. Métodos como as redes siamesas ou modelos treinados com uma função de perda tripla aprendem a minimizar a distância entre vectores de caraterísticas do mesmo objeto e a maximizar a distância entre vectores de objectos diferentes.
• Correspondência: Quando um objeto reaparece na vista de outra câmara, o seu novo vetor de caraterísticas é calculado e comparado com uma galeria de vectores conhecidos. Uma pontuação de semelhança elevada indica uma reidentificação bem sucedida. Este processo é crucial para criar uma visão holística do percurso de um objeto através de uma rede de câmaras distribuída.

Re-identificação de objectos vs. Seguimento de objectos

Embora ambos sejam utilizados para seguir objectos ao longo do tempo, a reidentificação e o seguimento de objectos resolvem problemas diferentes.

• Rastreamento de objetos é o processo de seguir objectos fotograma a fotograma num fluxo de vídeo único e contínuo. Ele atribui uma ID temporária e depende principalmente do movimento e da continuidade temporal para manter essa ID. Se um objeto estiver oculto durante demasiado tempo ou se se mover de forma demasiado irregular, o seguimento pode perder-se. Os modelos Ultralytics suportam vários algoritmos de seguimento que se destacam nesta tarefa.
• A reidentificação de objectos é especializada na correspondência de objectos em vistas descontínuas -entre câmaras diferentes ou após um longo intervalo de tempo em que o rastreio falha. Está menos preocupada com a previsão de trajectórias suaves e mais focada na correspondência robusta de aparências. Na prática, o Re-ID é frequentemente utilizado para complementar os sistemas de seguimento de objectos. Por exemplo, quando se perde uma identificação de seguimento, o Re-ID pode ajudar a restabelecê-la fazendo corresponder a aparência do objeto quando este reaparece.

Aplicações no Mundo Real

A tecnologia Re-ID é fundamental para o desenvolvimento de sistemas inteligentes de análise de vídeo para vários sectores.

• Análise de retalho: Em grandes centros comerciais, o Re-ID pode seguir o percurso de um cliente em várias lojas e pisos. Ao compreender como os compradores navegam no espaço, que áreas visitam e quanto tempo permanecem, os retalhistas podem obter informações valiosas para otimizar a disposição das lojas, a colocação dos produtos e a experiência geral do cliente. Isto proporciona um nível de análise muito mais profundo do que a simples contagem de passos.
• Cidade inteligente e segurança pública: Para vigilância inteligente em ambientes urbanos, o Re-ID permite que o pessoal de segurança siga uma pessoa ou veículo de interesse através de uma rede de câmaras em toda a cidade. Se um indivíduo suspeito for detectado num local, o sistema pode procurar automaticamente as suas aparições em imagens de outras câmaras, acelerando significativamente a resposta a incidentes e a análise forense sem revisão manual de vídeo. Esta capacidade também é valiosa para encontrar pessoas desaparecidas em áreas grandes e com muita gente. Conjuntos de dados como o Market-1501 têm sido fundamentais para o avanço da investigação sobre a reidentificação de pessoas para este tipo de aplicações.