Phát hiện và phân tích hành vi đám đông

Bài viết Phát hiện và phân tích hành vi đám đông trình bày trong bài báo này liên quan đến bài toán phát hiện và phân tích chuyển động của đám đông. Hệ thống đề xuất bao gồm ba bước xử lý chính. Đầu tiên, hệ thống thực hiện ước lượng chuyển động của các cá thể trong đám đông dựa vào phân tích dòng quang học.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Phát hiện và phân tích hành vi đám đông 118 Trương Công Dung Nghi, Chế Viết Nhật Anh PHÁT HIỆN VÀ PHÂN TÍCH HÀNH VI ĐÁM ĐÔNG CROWD MOTION DETECTION AND ANALYSIS Trương Công Dung Nghi, Chế Viết Nhật Anh Trường Đại học Bách khoa – Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh; tcdungnghi@hcmut.edu.vn, nhat-anh.che@hcmut.edu.vn Tóm tắt - Nghiên cứu trình bày trong bài báo này liên quan đến bài Abstract - This paper presents a study on developing a robust toán phát hiện và phân tích chuyển động của đám đông. Hệ thống framework for crowd motion detection and analysis. The proposed đề xuất bao gồm ba bước xử lý chính. Đầu tiên, hệ thống thực hiện approach consists of three main steps. Firstly, a motion detection ước lượng chuyển động của các cá thể trong đám đông dựa vào algorithm is applied in order to extract the motion véc-tơs of the phân tích dòng quang học. Một giải thuật đặc biệt sau đó được đề observed scene. A specific motion analysis framework is then carried xuất nhằm phân tích độ tương đồng trong chuyển động của đám out to estimate the homogeneity of the crowd motion. Finally, a đông. Cuối cùng, hệ thống thực hiện ước lượng ma trận đánh dấu ranking procedure based on the principle of the manifold vùng chuyển động nổi bật trong đám đông dựa trên nguyên lý của classification is introduced to deduce a motion salient map that giải thuật phân loại một lớp thực hiện trong không gian đa tạp. Hệ emphasizes the important regions containing distinguished motion. thống đề xuất được kiểm nghiệm trên các video giám sát thu được The performance of the system is tested on inspection videos from từ nhiều nguồn với nhiều tình huống phức tạp khác nhau. Kết quả various sources under different scenarios. The experimental results thực nghiệm cho thấy hiệu quả của hệ thống đề xuất. show that the proposed framework produces satisfactory results. Từ khóa - phát hiện chuyển động; dòng quang học; phân loại một Key words - motion detection; optical flow; one-class lớp; không gian đa tạp; phân tích hành vi đám đông. classification; manifold space; crowd behavior analysis. 1. Giới thiệu hiện đám đông [2], [3], [4], ước lươ ̣ng mật độ đám đông Ngày nay, cùng với những yêu cầ u ngày càng cao về an [5], [6], phân tích hành vi đám đông [7], [8], [9], [10], [11], ninh công cộng, ngày càng nhiều các camera giám sát được [12], hoặc thậm chí thực hiện việc theo vế t các đố i tươ ̣ng cài đặt ta ̣i các khu vực công cộng, nhấ t là những khu vực nha ̣y đơn lẻ trong đám đông [13], [14]. cảm cầ n giám sát liên tu ̣c. Nhiề u vấ n đề đi cùng với hệ thố ng Việc phát hiện đám đông thường đươ ̣c dựa trên kế t quả giám sát cũng được đặc biệt chú ý. Một trong những vấ n đề của việc tách tiề n cảnh ra khỏi nề n [2], [15], [16] hoặc được đặc biệt quan tâm gầ n đây là việc giám sát đám đông, thông qua phân tích cấu trúc (texture) của khung ảnh [4], trong đó bài toán phát hiện và phân tích chuyển động của đám [6]. Đây là bước xử lý cơ bản, làm tiề n đề cho các phân tích đông có thể được xem là những bước xử lý cơ bản, làm tiề n chuyên sâu theo sau. Những phân tích chuyên sâu đang đề cho những phân tích hành vi đám đông phức ta ̣p hơn. được quan tâm hiện nay như ước lươ ̣ng mật độ đám đông thông qua các đặc điểm cấ u trúc của vùng đám đông [5], Trong bài báo này, nhóm tác giả trình bày một hệ thống [6], hoặc phân tách các nhóm di chuyển trong đám đông có khả năng phát hiện và phân tích chuyể n động của đám với hướng và tố c độ di chuyể n khác nhau [11], [12]. Dựa đông (Hình 1). Hệ thống có thể đươc̣ chia thành ba khố i trên các tham số đặc trưng phân tách đươ ̣c, kế t hơ ̣p với một xử lý chính: (i) ước lươṇ g chuyể n động của các cá thể số tiêu chí về giám sát an ninh đã đươ ̣c đặt ra, hệ thố ng có trong đám đông, (ii) phân tích độ tương đồng trong thể tiế n hành phân tích hành vi của đám đông, phát hiện chuyển động của đám đông, (iii) đánh dấ u vùng nổ i bật dấu hiệu bấ t thường và đưa ra những cảnh báo cầ n thiế t. của đám đông. Hệ thố ng trước hế t thực hiện việc ước lượng chuyể n động của các cá thể trong đám đông dựa 3. Phát hiện và phân tích chuyển động đám đông trên phương pháp Kanade - Lucas - Tomasi [1]. Các véc- 3.1. Phát hiện vùng chuyển động của đám đông tơ chuyển động thu đươc̣ từ bước này sẽ đươc̣ sử du ̣ng trong giải thuật ước lươṇ g mức độ tương đồ ng trong Như đã được đề cập trong phầ n giới thiệu, nghiên cứu chuyển động của đám đông. Cuố i cùng, một giải thuật trình bày trong bài báo này tập trung vào việc phát hiện và phân ha ̣ng hai cấ p sử du ̣ng không gian đa ta ̣ ...