AlignedReID : 最短路径的理解

本文通过图解深入解析了Face++提出的AlignedReID最短路径算法原理及其实现细节。介绍了动态规划如何解决图像间Part对齐问题,解释了为何需要冗余匹配,并给出了最短路径规划的具体步骤。

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论文读完以后,一直也没有仔细思考动态对齐的细节实现,如何直观的理解Face++提出的AlignedReID最短路径的原理和算法,我们直接用图来解释。

动态规划


如图所示,乍一看,这条最短路径上有一些边是冗余的,例如图中的第一条边。为什么不只寻找那些匹配的边呢?作者给出的解释是这样的:局部信息不仅要自我匹配,也要考虑到整个人体对齐的进程。为了使匹配能够从头到脚按顺序进行,那么有一些冗余的匹配是必须的。另外,通过设计局部距离函数,这些冗余匹配在整个最短路径的长度中贡献很小。

动态规划实际是为了解决两幅图像之间的 Part对齐问题,如图 [part1]<->[part4]

1)Part model能够对目标特征进行细粒度刻画,是非常必要的

2)最短路径包含非相关特征(如part1<->part1),这非但不会对结果造成影响,而且还会对维护垂直方向对齐的次序起着至关重要的作用。
路径规划本身隐含了自上而下的顺序
注:非相关特征距离d比较大,其梯度接近于0,因此对于最短路径的贡献是比较小的。
有兴趣的同学可以参考下面的公式证明一下。

3)路径规划过程

先来看part距离公式(H表示水平划分,文中已验证最好的H=6):



规划从(1,1)到(H,H)的最短路径,参考公式:

规划得到的SH,H最短路径即是两幅图像最佳的Local 匹配。

下面给出详细过程图解:








如何从公式和模型的角度出发看最短路径的由来?






参考文献:

1.https://zhuanlan.zhihu.com/p/31521408

2.https://blog.youkuaiyun.com/gavinmiaoc/article/details/80333077


















### AlignedReID 在视频中的实现与应用 #### 背景介绍 行人重识别(ReID)旨在不同摄像机视角下匹配同一行人的图像。由于跨摄像头环境下的复杂因素,如分辨率变化、色差和拍摄角度差异[^2],使得这一任务极具挑战性。 #### AlignedReID 的核心原理 AlignedReID 是一种改进型的 ReID 方法,通过引入局部特征对齐机制来提升性能。该方法不仅关注全局特征的学习,还特别强调局部细节的一致性和相似性的挖掘。这种方法能够有效缓解因姿态变化带来的影响,在处理遮挡情况时表现尤为出色。 #### 视频中 AlignedReID 的具体实现流程 为了在视频流中部署 AlignedReID 模型并实现实时跟踪功能,通常遵循如下几个关键技术环节: 1. **目标检测** 使用预训练的目标检测器定位每一帧内的所有潜在行人实例。这一步骤可以采用 YOLOv5 或 Faster R-CNN 等高效算法完成。 2. **特征提取** 对于每一个被检测出来的行人框区域,利用已训练好的 AlignedReID 模型抽取其对应的视觉特征向量。此过程涉及到了局部特征图谱的构建及其后续的空间变换操作以确保最佳对齐状态。 3. **身份关联** 基于提取得到的特征表示,计算当前时刻各候选对象与其他历史记录之间的距离度量值;随后依据设定阈值决定是否将其视为同一个个体的不同观测结果。这里推荐使用欧氏距离或余弦相似度作为衡量标准之一。 4. **轨迹管理** 维护一个动态更新的数据结构用于存储各个独立实体的历史位置信息及时序关系链路。每当新一帧到来之际便执行上述三步逻辑直至整个序列结束为止。 ```python import cv2 from aligned_reid.model.ModelBuilder import ModelBuilder from aligned_reid.utils.feature_extractor import FeatureExtractor def process_video(video_path, output_path): cap = cv2.VideoCapture(video_path) model = ModelBuilder() extractor = FeatureExtractor(model) while True: ret, frame = cap.read() if not ret: break detections = detect_people(frame) # 自定义函数:调用YOLO或其他检测模型获取边界框列表 features = extractor.extract_features(detections) # 提取每个边框内的人体特征 update_tracks(features) # 更新现有追踪对象的状态,并创建新的追踪条目 annotated_frame = draw_bounding_boxes_and_ids(frame, tracks) # 可视化标注后的画面 write_output(annotated_frame, output_path) # 将带有标签的结果保存至指定目录 cap.release() process_video('input.mp4', 'output/') ``` 这段代码展示了如何在一个完整的视频处理管道里集成 AlignedReID 技术框架的核心组件——从读入原始素材到最后输出带有人物编号标记的画面文件。
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