视频识别的基础概念

一、视频识别几大问题

  1. 未修剪视频分类(Untrimmed Video Classification):通过对输入的长视频进行全局分析,然后软分类到多个类别
  2. 修剪视频识别(Trimmed Action Recognition):给出一段只包含一个动作的修剪视频,要求给视频分类
  3. 时序行为提名(Temporal Action Proposal):从长视频中找出可能含有动作的视频段
  4. 时序行为定位(Temporal Action Localization):从视频中找到可能存在行为的视频段,并且给视频段分类
  5. 密集行为描述(Dense-Captioning Events):将一段未修剪的视频进行时序行为定位得到许多包含行为的视频段后,对该视频段进行行为描述

2、常见的解决方案

iDT

iDT算法框架主要包括:密集采样特征点,特征轨迹跟踪和基于轨迹的特征提取三个部分。
光流:在时间间隔很小的情况下,视频像素位移
特征提取:通过网格划分的方式在多尺度图像中分别密集采样特征点。通过计算特征点临域内的光流中值得到特征点运动方向。
在这里插入图片描述

编码:使用了HOF,HOG和MBH三种特征描述光流
HOG:灰度图像梯度直方图,HOG特征的长度为2238=96。

本文的视频人脸检测识别方法的基本设计思想是,在给出一段视频文件以及这个视频文件的字幕和剧本之后,可以自动的对视频中的人物进行检测和识别,不需要任何的训练样本。视频人脸检测识别方法主要由四个部分组成:字幕剧本融合部分,人脸检测部分,样本集自动生成部分和基于深度学习的人脸识别部分。本文将深度学习算法引入到了视频人脸识别中来,有两方面的重要意义,一方面,视频人脸的识别要求算法具备一定的抗干扰能力,并且能够保证一定的实时性,本文的实验与分析表明,深度学习算法具备这方面的要求;另一方面,从深度学习算法特性的角度来说,深度学习算法最大的缺点就是构造深度模型需要大量的样木,这很大程度上限制了深度学习算法的应用,然而本文所设计的基于视频的人脸检测模块可以轻松的产生数万、数十万的样本,从而满足了深度学习算法的大样本集要求。 基于深度学习模型的人脸识别部分是整个系统的重点,这一部分主要有两方面的意义:一,经历了视频人脸的检测部分之后,虽然视频人脸集合中人脸的纯度有了很大的提升,但是依然会存在一些杂质,因此必须通过识别模块来进一步的过滤掉人脸集合中的杂质;二,通过视频所得到的帧文件中,经常会出现多张人脸同时出现的情况,在这种情况下,视频人脸的检测部分是无法将说话者与人脸进行对应的,必须通过识别模块才能区分出一个帧中的多个人脸。 基于深度学习模型的人脸识别部分主要包含三个模块:数据预处理模块、深度学习模块和识别模块。数据预处理模块主要由数据整合和构造数据立方体两个部分组成。深度学习模块通过两个具体过程来实现:RBM调节和深度模型的反馈微调。RBM的调节过程是自下而上的各个层间的调节过程,以这种方式来初始化整个深度模型的系统权值,而深度模型的反馈微调,首先进行自下而上的识别模型转换,然后再进行自上而下的生成模型转换,最后通过不同层次之间的不断调节,使生成模型可以重构出具有较低误差的原样本,这样就得到了此样本的本质特征,即深度模型的最高抽象表示形式。经过深度学习模型的处理,可以得到降维之后的样本特征,在此基础上运用识别模块,本文中所采用的识别方法是人工神经网络的识别方法。
### 视频行人重识别概念 视频行人重识别(Video-based Person Re-identification, Video ReID)是一种扩展自图像级别的行人重识别技术的方法,旨在通过分析来自多个摄像头的视频片段来匹配同一行人个体。相比于基于单张图片的行人重识别,视频行人重识别能够利用时间维度上的连续帧信息,从而提高识别精度并减少因遮挡、光照变化等因素带来的干扰[^1]。 具体而言,视频行人重识别的任务是在一组由不同摄像机拍摄的视频序列中定位和确认目标行人的身份。这一过程不仅涉及静态外观特征的学习,还需要考虑动态行为模式以及运动轨迹的一致性[^2]。 ### 视频行人重识别定义 视频行人重识别被正式定义为一种多模态数据分析问题,其中输入是一系列带有时间戳的视频剪辑而非单一静止图像。它试图解决如何有效关联跨越时空分布的不同监控设备所捕获到相同个人实例的问题。由于视频提供了更丰富的上下文线索,因此相比仅依靠几张照片来进行比较的方式更具鲁棒性和准确性[^3]。 ### 常见方法概述 以下是几种主流的视频行人重识别方法: #### 1. **传统方法** 早期研究通常采用手工设计特征描述符如颜色直方图或纹理特征等作为基础构建模块,并结合距离度量学习框架完成最终分类决策制定工作流程。然而这类方案往往受限于较低层次语义表示能力不足而导致性能瓶颈显现出来。 #### 2. **深度学习驱动的方法** 随着卷积神经网络(CNNs)及其变体形式在计算机视觉领域取得突破进展之后,越来越多的研究者开始尝试将其引入至Re-ID任务当中去探索更加高效解决方案路径之一便是借助端到端训练机制自动挖掘高层次抽象特性以便更好地刻画对象本质属性差异之处所在;另一条重要思路则聚焦于改进损失函数结构设计方面努力提升整体优化效果表现水平等方面做出贡献[^4]。 #### 3. **Vision Transformers (ViTs)** 近年来兴起的一种新型架构——Vision Transformer(ViT),因其具备强大的全局感受野特性和灵活建模潜力而备受关注,在处理复杂背景条件下的人群密集区域场景时展现出独特优势特点。通过对空间位置关系编码加以充分利用进而增强模型对于细粒度细节敏感程度的理解力,使得即使面对较大视角变换情况依旧保持较高辨识率成为可能现实状况下得以实现。 ```python import torch from torchvision import models # 加载预训练ResNet模型用于特征提取 model = models.resnet50(pretrained=True) def extract_features(video_frames): features = [] with torch.no_grad(): for frame in video_frames: feature = model(frame.unsqueeze(0)) features.append(feature) return torch.stack(features).mean(dim=0) # 对帧级特征取平均得到视频级别特征向量 ``` 上述代码展示了如何使用PyTorch加载一个预先训练好的ResNet模型并对一系列视频帧执行特征抽取操作的过程示例说明文档内容部分结束标记符号[^end]
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