谷歌详细介绍MediaPipe对象检测与追踪系统

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(映维网 2019年12月11日)MediaPipe是用于构建跨平台多模态应用ML管道的框架,其包括快速ML推理,经典计算机视觉和媒体内容处理(如视频解码)。在2019年6月举行的CVPR大会,MeidaPipe正式开源,版本是v0.5.0。自那然后,谷歌陆续发布了一系列的ML管道示例。科技快报

日前,谷歌撰文介绍了又有有一四个 MediaPipe示例:Object Detection and Tracking。谷歌首次描述了新发布的Box Tracking处理方案,并解释了它是怎么里能与Object Detection结合并提供有有一四个 对象检测与追踪系统。科技快报

Box Tracking in MediaPipe科技快报

MediaPipe v0.6.7.1带来了一种Box Tracking处理方案,而后者多年来时不时驱动着Motion Stills,YouTube隐私模糊,以及Google Lens的实时追踪功能,你是什么 它是利用经典的计算机视觉最好的办法。结合追踪与ML推理可产生有价值且有效的管道。就说,谷歌将Object Detection和Box Tracking结合在了共同,并创建了有有一四个 对象检测与追踪管道。与每帧运行检测相比,支持追踪的管道地处多个优点:科技快报

提供了基于实例的追踪,即对象ID不能在多帧中维持。科技快报

检测难能可贵须要每帧运行。曾经 还不能运行负载更高但更为精确的检测模型,共同为移动设备保持管道轻巧和实时。科技快报

在追踪的帮助下,对象定位在时间方面保持一致,这原因分析分析分析在整个帧中注意到的抖动较小。科技快报

谷歌的通用Box Tracking处理方案利用了视频或摄像头馈送流中的图像帧,为方框位置提供时间戳,说明要追踪的2D目标区域,你是什么 计算每帧须要追踪的方框位置。在你是什么 特定的用例中,方框的起始位置来自于对象检测,但起始位置共同还不能由用户或你是什么 系统手动提供。谷歌的处理方案包蕴含有一四个 主要组件:运动分析组件,流打包组件,以及方框追踪组件。每个组件都封装成MediaPipe计算器,你是什么 Box Tracking处理方案整体表示为有有一四个 MediaPipe子图,如下所示:科技快报

MotionAnalysis计算器提取整个图像的价值形式(如高梯度角),随时间推移追踪所述价值形式,将其分类为前景价值形式和背景价值形式,并估计局部运动矢量和全局运动模型。FlowPackager计算器将估计的运动元数据打包为有效格式。BoxTracker计算器从FlowPackager计算器获取所述运动元数据和起始方框的位置,并随时间追踪方框。BoxTracker计算器仅使用由MotionAnalysis计算器生成的运动数据(不须要RGB帧)来追踪单个对象或区域,共同区分你是什么 对象或区域进。科技快报

为了追踪输入区域,谷歌首先利用了与所述区域相对应的运动数据,你是什么 采用迭代重加权最小二乘法(Iteratively Reweighted Least Aquares;IRLS)将参数模型拟合到所述区域的加权运动向量。每个区域都地处有有一四个 跟追踪态,包括平均速率,一组正常价值形式与离群价值形式ID,以及区域质心等等。追踪情况汇报的可视化请参见下图,绿色箭头是正常值的运动矢量,红色箭头是离群值的运动矢量。请注意,你是什么 每个价值形式的色块速率随时间推移大致保持恒定,就说仅依靠价值形式ID即可隐式捕获所述区域的外观。另外,通过将区域的运动分解为camera运动和单个对象运动,你甚至还不能追踪无价值形式区域。科技快报

你是什么 架构的优势在于,通过将运动分析分拆到专用的MediaPipe计算器,并追踪整个图像的价值形式,谷歌还不能实现极大的灵活性和恒定的计算能力,你是什么 不受所追踪区域的数量限制。你是什么 在追踪过程中并不依赖RGB帧,所述处理方案提供了在一批帧中缓存元数据的灵活性。通过缓存,然后及时地追踪区域的向前和向后移动;甚至直接同步到指定的时间戳,从而实现随机访问追踪。科技快报

Object Detection and Tracking科技快报

下面是用于对象检测与追踪的MediaPipe示例图,它由有有一四个 计算节点组成:PacketResampler计算器;先前发布的ObjectDetection子图;围绕上述BoxTrakcing子图的ObjectTracking子图;以及绘制可视化效果的Renderer子图。科技快报

通常来说,ObjectDetection子图仅在请求时运行,类事以任意帧速率或由特定信号触发。更具体地讲,在将视频帧传递到ObjectDetection然后,本示例中的PacketResampler将它们暂时采样为0.5 fps。然后在PacketResampler中将你是什么 选项配置为不同的帧速率。科技快报

ObjectTracking子图在每个传入帧实时运行以追踪检测到的对象。它不能利用额外的功能来扩展上述的BoxTracking子图:当新检测到达时,它将使用IoU(Intersection over Union;交并比)将当前追踪的对象/方框与新检测相关联,从而删除过时或重复的方框。科技快报

下面是你是什么 对象检测与追踪示例的结果。左图是每帧运行对象检测的结果。右图是运行对象检测与追踪的结果。注意,后边的结果更加稳定,时间抖动更少,你是什么 还不能跨帧维护对象ID。科技快报