Superrozdzielczość ze znanego ruchu kamery do śledzenia ruchu pojazdu z wykorzystaniem algorytmu Spatio-Temporal Track-Before-Detect

• Autorzy: Mazurek P. , Okarma K.

Warianty tytułu

EN

Super-resolution from known camera motion for vehicles’ tracking using Spatio-Temporal Track-Before-Detect algorithm

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono metodę wykorzystania algorytmu superrozdzielczości dla pojedynczej kamery rejestrującej obraz drogi. Pojazdy o rozmiarze mniejszym od jednego piksela pobudzają cały piksel, przez co estymacja ich położenia i prędkości jest utrudniona. Wykorzystanie algorytmu Spatio-Temporal Track-Before-Detect (ST-TBD) pozwala na śledzenie obiektów subpikselowych, jednak istnieją takie trajektorie, dla których estymacja subpikselowa nie jest możliwa. Zaproponowane rozwiązanie bazuje na kamerze, która jest nieznacznie przesuwana w pionie i poziomie w celu rejestracji obrazu sceny pozwalającego na osiągnięcie efektu superrozdzielczości w celu dokonania fuzji danych w przestrzeni stanu. W artykule przeanalizowano konfigurację śledzenia 1D odpowiadającego najgorszej możliwej trajektorii. Dla 40 różnych prędkości obiektu wyznaczono średni błąd położenia bezwzględnego dla systemu z algorytmem ST-TBD oraz z tym samym algorytmem wspomaganym dodatkowym filtrem. Rozwiązanie drugie bazujące na hierarchicznym śledzeniu pozwoliło na ponad dwukrotne zmniejszenie średniego błędu maksymalnego oraz uzyskanie trzykrotnie mniejszego błędu średniego.

EN

In the paper a method for application of the super-resolution algorithm for a single camera recording the road traffic is presented. Vehicles corresponding to the objects with size smaller than a single pixel stimulate the whole pixel, so the estimation of their location and velocity is troublesome. Using the Spatio-Temporal Track-Before-Detect (ST-TBD) algorithm it is possible to track the sub-pixel objects but there are some trajectories for which the sub-pixel estimation is not possible. Proposed solution is based on the slightly moving camera (horizontally and vertically) in order to record the images allowing to obtain the super-resolution effect and data fusion in the state space. In the paper the 1D tracking configuration has been analysed corresponding to the worst possible trajectory. The mean absolute error of location has been calculated for 40 different object’s velocities both for ST-TBD algorithm with and without additional filtering. The second solution based on the hierarchical tracking allows for more than double reduction of the average maximum error and three times less average error.

Słowa kluczowe

PL

inteligentne systemy transportowe; wizyjne śledzenie ruchu; superrozdzielczość

EN

intelligent transportation systems; video tracking; super-resolution

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Logistyka
• Rocznik: 2012
• Tom: nr 3
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., wykr., pełen tekst na CD

Twórcy

autor

Mazurek P.

• Wyższa Szkoła Techniczno-Ekonomiczna w Szczecinie, Wydział Transportu Samochodowego; 71-244 Szczecin; ul. Klonowica 14

autor

Okarma K.

• Wyższa Szkoła Techniczno-Ekonomiczna w Szczecinie, Wydział Transportu Samochodowego; 71-244 Szczecin; ul. Klonowica 14

Bibliografia

• [1] Barniv, Y.: Dynamic Programming Algorithms for Detecting Dim Moving Targets. In: Bar-Shalom, Y. (ed.): Multitarget-Multisensor Tracking. Artech House 1990.
• [2] Blackman, S., Popoli, R.: Design and Analysis of Modern Tracking Systems. Artech House 1999.
• [3] Boers, Y., Ehlers, F., Koch, W., Luginbuhl, T., Stone, L.D., Streit, R.L.: Track Before Detect Algorithm. EURASIP Journal on Advances in Signal Processing, Hindawi 2008.
• [4] Coue C., Fraichard Th., Bessiere P., Mazer E.: Using Bayesian Programming for Multi-Sensor Multi-Target Tracking in Automotive Applications, International Conference on Robotics and Automation, Taipei, 2003.
• [5] Irani M., Peleg S.: Improving Resolution by Image Registration. Graphical Models and Image Processing, vol. 53, str. 231-239, 1991.
• [6] Klein L.A.: Sensor Technologies and Data Requirements for ITS. Norwood, Massachusetts, Artech House ITS library 2001.
• [7] Mazurek P., Okarma K.: Algorytmy superrozdzielczości w Inteligentnych Systemach Transportowych do śledzenia odległych pojazdów. Logistyka nr 2, str. 255-262, 2010.
• [8] Mazurek P., Okarma K.: Subpikselowe śledzenie ruchu pojazdów na drodze w dużej odległości od kamery. Logistyka nr 3, str. 1815-1824, 2011.
• [9] Williams B.: Intelligent Transport Systems Standards, Artech House Publishers, 2008.