Person Re-identification Overvie
2016-12-06 本文已影响1686人
梦里茶
目标
- 在视频数据中找到人物（稀疏）
- 关联大量不同摄像头捕捉到的人物
- 自动匹配和追踪人物
Detect -> Track -> Retrieval
通常认为的Re-id只是指Retrieval这个过程
- Re-id当做identification任务时，目标类似聚类
- Re-id当做recognization任务时,目标类似Ranking
数据
- video-based
- image-based
- 个体的动作行为
- 长期的活动模式
常用数据集
最新的一些数据集
特点与困难
- 数据
- 摄像头采集到的图像数据的视角，环境，时间等都不同
- 摄像头中出现的不同的人会相互干扰
- 一个人会出现在不同的摄像头中
- 摄像距离不确定，人数不确定
- 训练数据与真实环境不一致，搜索空间大小不确定
Detect
- object detection圈出人物的精度不能完全满足re-id的需求
- 人工识别代价高，不准确，经验不可迁移，需要自动re-id
Feature
- 人脸识别和图像细节不可靠，太模糊
- 一般基于视觉特征，如衣着，持有物，但这些特征辨识度很低，且很容易受光线视角影响，而且在衣着变化大的场合直接失效
- 特征表达很受摄像头影响
- 特征类内差异大于类间差异：同一个人在不同地方的样子的差异大于不同人的差异
建模和系统设计
- 类间差异有时候小于类内差异
- 样本少，因此往往不当多分类问题来做，而当做二分类问题做，给定一个人，判断是不是同一个人
- 需要数据标记，因此需要少的训练数据的算法往往更受青睐
- 不同摄像头间泛化能力弱
- 性能
- 长时间的re-id，人物可能换衣服，拿不同的东西，短时的特征会变得不可靠
评价标准：
Rank-1 accuracy：匹配百分比，CMC curve：匹配的出现在rank的前x的百分比
研究热点
- 寻找受环境影响少的feature representation
- ML优化Re-id模型
步骤
- 输入轨迹或包含行人的矩形（可能由视频监控系统生成）
- 提取图像特征，而不仅是像素点
- 构建一个可视化的feature representation，比如feature的柱状图
- 比较特征的相似度来匹配人物
- 匹配策略可能影响特征和超参数
特征表达
提取颜色，纹理，空间结构，容易可靠测量，不同人不同摄像头间这些特征都有一些区分度
- 通常结合多种视觉特征，做成特征直方图，给不同特征加权重，但特征越多越可能出现图像匹配出错
- re-id首先要行人检测，但行人检测的准确度不太能满足re-id的需求，如果没把行人圈出来，re-id的特征提取很容易受背景影响，所以很多工作会先尝试把行人抠出来
- 检测不同肢体部位来判断姿态，利用对称特点；
- 将行人图像分解成多个身体部位，比较不同部位之间的相似度
- 捕捉人物身体3D特征，减小对衣着的依赖
- 拥挤场所精确行人检测很困难，捕捉行人之间的关系，re-id一群人
从视觉特征中提取语义用于re-id，比如发型，衣服风格
建模学习
- 在相关的摄像头之间做迁移，亮度迁移，姿态迁移，背景迁移等
- 距离测量:找到一个量度差异的量，使得类中距离小，类外距离大：最近邻，信息理论，逻辑精度，概率相关，RankSVM
- Match：最近邻算法，support vector ranking，需要找距离的尺度，比如几何距离等，然后调优
- 减少数据标记需求：半监督稀疏标记，迁移学习
- 把re-id当做推断问题来做，填充稀疏数据；条件随机场；
- 上下文：合并同一轨迹上的多个帧，集合分析， 考虑外部上下文比如人群，学习摄像机网络的拓扑， 减少匹配搜索空间减少出错率。
实验环境与真实环境
- 当前数据集的局限
- 实际搜索空间巨大，会产生许多误判，需要结合环境中其他知识来筛选，或者摄像头拓扑推断人物出现在某一帧的可能性：同一个人在不同摄像头出现的时间表达了摄像头之间的距离，寻找人群活动模式的时空关系，
人群re-id- 基于服饰属性的特征描述
- 工程上应用re-id成果的比较少，关注：相关性，容量，可用性。使用GPU，结合轨迹
Other Idea
- 多模态：结合红外信号，或者其他人的能量信号：运动时，能量的转移和消耗因人而异；利用声音信号
- Deep learning
