Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne, 2005/2006 Śledzenie Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne, 2005/2006

Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne, 2005/2006 Plan wykładu Zastosowanie śledzenia Przegląd dostępnych metod Przepływ optyczny Eliminacja błędów filtrem Kalmana Wybór punktów Algorytmy wężykowe Podsumowanie Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne, 2005/2006

Zastosowanie śledzenia Monitorowanie dużych obiektów Określanie właściciela przedmiotu Zastosowania marketingowe Polepszenie klucza opisującego twarz Wykrywanie sytuacji nietypowych Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne, 2005/2006

Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne, 2005/2006 Przegląd metod Optical Flow – przepływ optyczny Algorytm ConDensation Metoda Distributed Monte Carlo Wykorzystanie fal Gabora Wykorzystanie koloru Śledzenie twarzy w filmach w skali szarości Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne, 2005/2006

Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne, 2005/2006 Przepływ optyczny Przepływ optyczny – widoczny ruch jasności w obrazie. Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne, 2005/2006

Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne, 2005/2006 Przepływ optyczny Założenia: Płaska powierzchnia obiektu, Jednorodne oświetlenie padające na obiekt, Jasność punktu proporcjonalna do światła odbitego od powierzchni całego obiektu, Ciągła zmiana światła odbitego. Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne, 2005/2006

Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne, 2005/2006 Przepływ optyczny t1 t1+dt x + dx y + dy x y t Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne, 2005/2006

Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne, 2005/2006 Przepływ optyczny Jeżeli I(x,y,t) opisuje jasność należy dodatkowo założyć: I(x,y,t) zależy od współrzędnych x, y w większej części obrazu Jasność każdego punktu w poruszającym się obiekcie nie zmienia się w czasie Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne, 2005/2006

Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne, 2005/2006 Przepływ optyczny Przesuwamy wzorzec – jasność punktów pozostaje stała stąd: Wykorzystując szereg Taylora: Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne, 2005/2006

Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne, 2005/2006 Przepływ optyczny Jeżeli podstawimy: Otrzymamy równanie liniowe z dwoma niewiadomymi – równanie przepływu optycznego Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne, 2005/2006

Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne, 2005/2006 Przepływ optyczny Prędkość leży na linii prostopadłej do grad. jasności w obrazie Odległość linii jest równa Linia ograniczeń Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne, 2005/2006

Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne, 2005/2006 Przepływ optyczny Różne podejścia Łączenie przylegających pikseli w grupy przy założeniu, że mają jednakową prędkość (Lucas & Kanade) Obliczenia z wykorzystaniem pochodnych wyższego rzędu (Horn & Schunck) Łączenie bloków (Block Matching) Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne, 2005/2006

Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne, 2005/2006 Przykład Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne, 2005/2006

Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne, 2005/2006 Filtr Kalman’a Przykład estymatora Bayes’a Eliminacja błędów śledzenia Etapy działania Przewidywanie Uaktualnianie Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne, 2005/2006

Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne, 2005/2006 Filtr Kalman’a Filtr estymuje kolejny stan systemu x rozwiązując dyskretne równanie różnicowe Równanie miary systemu Pierwotny stan systemu Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne, 2005/2006

Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne, 2005/2006 Filtr Kalman’a Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne, 2005/2006

Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne, 2005/2006 Filtr Kalman’a Stan systemu Macierz przejścia między stanami i zależności między stanem a miarami Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne, 2005/2006

Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne, 2005/2006 Filtr Kalman’a Błąd a priori i a posteriori Macierze kowariancji błędu a priori i a posteriori Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne, 2005/2006

Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne, 2005/2006 Filtr Kalman’a Przewidywanie stanu systemu w przód Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne, 2005/2006

Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne, 2005/2006 Filtr Kalman’a Uaktualnianie – dodanie obliczonych miar w celu polepszenia estymacji Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne, 2005/2006

Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne, 2005/2006 Filtr Kalman’a vt xt z + + Kt - + Ht At delay xt-1 Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne, 2005/2006

Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne, 2005/2006 Wybór punktów Punkty o dużym gradiencie Kontury Punkty o wysokim lokalnym gradiencie a znajdujące się na obiekcie Punkty, które nie są przysłaniane Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne, 2005/2006

Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne, 2005/2006 Wybór punktów Twarz Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne, 2005/2006

Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne, 2005/2006 Wybór punktów Obiekt Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne, 2005/2006

Wężyki – aktywne kontury Detekcja krawędzi Śledzenie Do teraz – tylko informacja z obrazu Nowość – dodatkowa informacja Rozwiązanie dla lokalnych minimów Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne, 2005/2006

Wężyki – aktywne kontury Wężyk – zbiór uszeregowanych punktów v(s) opisujących kontur, na który oddziałują różne siły dążący do zminimalizowania swojej energii. Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne, 2005/2006

Wężyki – aktywne kontury Siły Wewnętrzne Zachowanie ciągłości oraz gładkości Zewnętrzne Zależą od informacji zawartej w obrazie Wymuszane przez użytkownika Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne, 2005/2006

Wężyki – aktywne kontury Energia wewnętrzna dąży do wyrównania odległości między punktami zapewnia spójność Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne, 2005/2006

Wężyki – aktywne kontury Energia zewnętrzna – energia obrazu Linie Krawędzie Przestrzeń Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne, 2005/2006

Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne, 2005/2006 Wężyki – śledzenie Przykład Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne, 2005/2006

Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne, 2005/2006 Podsumowanie Zastosowanie algorytmów śledzenia w wielu dziedzinach Stosowanie wielu specjalizowanych algorytmów Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne, 2005/2006

Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne, 2005/2006 Dziękuje Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne, 2005/2006