Повторная идентификация объекта (Re-ID)

Повторная идентификация объекта (Re-ID) - это специализированная техника компьютерного зрения (CV), используемая для распознавания объекта с нескольких непересекающихся камер или в течение длительного времени. В отличие от непрерывного отслеживания в рамках одного видеопотока, Re-ID фокусируется на идентификации объекта, когда он снова появляется после того, как пропал из поля зрения. Например, система может идентифицировать человека, увиденного камерой на входе в здание, а затем распознать того же человека на записи с другой камеры, установленной в коридоре. Это достигается за счет создания уникальной, основанной на внешнем виде подписи для каждого объекта, которая остается неизменной, несмотря на изменения перспективы, освещения или позы.

Как работает повторная идентификация объектов

Суть Re-ID заключается в обучении описательному представлению признаков, или вкраплению, для каждого обнаруженного объекта. В этом процессе обычно участвует модель глубокого обучения, часто построенная с помощью таких фреймворков, как PyTorch или TensorFlow, которая обучена извлекать отличительные визуальные признаки.

• Извлечение признаков: Когда объект обнаружен, его изображение (содержимое в пределах его ограничительной области) подается в нейронную сеть. Эта сеть выдает компактный вектор признаков, в котором заключен уникальный внешний вид объекта, например цвет и текстура одежды человека или модель и цвет автомобиля.
• Метрическое обучение: Чтобы обеспечить высокую дискриминативность этих признаков, модели часто обучаются с помощью методов глубокого метрического обучения. Такие методы, как сиамские сети или модели, обученные с помощью триплетной функции потерь, учатся минимизировать расстояние между векторами признаков одного и того же объекта и максимизировать расстояние между векторами разных объектов.
• Сопоставление: как только объект вновь появляется в поле зрения другой камеры, вычисляется его новый вектор признаков и сравнивается с галереей известных векторов. Высокий балл сходства свидетельствует об успешной повторной идентификации. Этот процесс очень важен для создания целостного представления о путешествии объекта по распределенной сети камер.

Повторная идентификация объекта по сравнению с отслеживанием объекта

Хотя оба эти метода используются для отслеживания объектов во времени, Re-ID и отслеживание объектов решают разные задачи.

• Отслеживание объектов Это процесс покадрового слежения за объектами в одном непрерывном видеопотоке. При этом объекту присваивается временный идентификатор, а для его поддержания в первую очередь используются движение и временная непрерывность. Если объект закрыт слишком долго или движется слишком нестабильно, отслеживание может быть потеряно. Модели Ultralytics поддерживают различные алгоритмы отслеживания, которые отлично справляются с этой задачей.
• Повторная идентификация объектов специализируется на сопоставлении объектов при прерывистых наблюдениях - либомежду разными камерами, либо после длительного разрыва, когда отслеживание не удалось. Она в меньшей степени ориентирована на плавное предсказание траектории и в большей - на надежное сопоставление внешнего вида. На практике Re-ID часто используется в качестве дополнения к системам отслеживания объектов. Например, когда идентификатор слежения потерян, Re-ID может помочь восстановить его, сопоставив внешний вид объекта при его повторном появлении.

Применение в реальном мире

Технология Re-ID играет ключевую роль в разработке интеллектуальных систем видеоаналитики для различных отраслей промышленности.

• Аналитика розничной торговли: В крупных торговых центрах система Re-ID может отслеживать путь покупателя по нескольким магазинам и этажам. Понимая, как покупатели перемещаются по пространству, какие зоны они посещают и как долго там находятся, ритейлеры могут получить ценные сведения для оптимизации планировки магазинов, размещения товаров и общего впечатления покупателей. Это обеспечивает гораздо более глубокий уровень анализа, чем простой подсчет количества посетителей.
• Умный город и общественная безопасность: Для интеллектуального видеонаблюдения в городских условиях система Re-ID позволяет сотрудникам службы безопасности следить за интересующим их человеком или автомобилем по всей городской сети камер. Если подозрительный человек замечен в одном месте, система может автоматически искать его появление в записях с других камер, что значительно ускоряет реагирование на инциденты и криминалистический анализ без ручного просмотра видео. Эта возможность также полезна для поиска пропавших людей в больших и многолюдных местах. Такие наборы данных, как Market-1501, сыграли важную роль в развитии исследований по повторной идентификации людей для таких приложений.