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多源数据驱动的行人重识别挑战与进展
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更新于2024-06-27
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多源数据行人重识别研究综述探讨了在现代城市视频监控广泛应用背景下,行人重识别技术的重要性和挑战。行人重识别(Person Re-Identification, Re-ID)是一项计算机视觉和机器学习技术,旨在通过分析视频中的行人图像,判断他们在不同摄像机中的身份一致性。这项技术在智能监控、安全防范和刑事侦查中扮演关键角色,尤其在案件调查中的追踪和行为分析中展现出强大潜力。 尽管已有显著的进步,如Market-1501数据集上的94.0%和CUHK03数据集上的96.1%的高准确率,这些结果表明了算法的优越性能,但实际应用中仍然存在诸多难题。首先,监控视频中行人图像的质量受限于分辨率、光照和视角的变化,这可能导致视觉特征的巨大差异。遮挡问题、姿势和摄像机角度变化也增加了识别的复杂性。此外,行人重识别还需面对大规模快速检索、数据不足和多模态数据整合等挑战,这些问题使得它在普通图像/视频检索之外更具难度。 传统行人重识别研究主要依赖可见光摄像机的数据,然而,现实生活中的图像质量差异较大,单纯依赖可见光可能无法达到理想效果。因此,多源数据的融合变得至关重要,例如结合红外图像、热成像、雷达数据,甚至是视频数据和文本描述,可以提供更丰富的特征信息,提高识别的鲁棒性和准确性。例如,红外图像在低光照环境下有优势,而文本描述可以提供额外的身份线索。 未来的研究趋势可能朝着深度学习和多模态特征融合的方向发展,以克服环境变化和数据多样性带来的难题。同时,增强行人重识别的实时性和适应性也是亟待解决的问题。总结来说,多源数据行人重识别是一个既富有挑战又充满潜力的研究领域,它将继续推动视频监控系统的智能化和实用性提升。
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片/视频库中提取特征; 2) 针对提取的特征利用相似性判别模型进行训练, 获得能够描述和
区分不同行人的特征表达向量, 度量计算特征表达向量之间的相似性; 3) 根据相似性大小
对图像进行排序, 将相似度最高的图像作为最终的识别结果. 近年来, 一般行人重识别技术
在公共行人识别数据集上获得了很高的精确度, 但这些方法大多是基于一个关键的假设, 即
所有人的图像都是在白天用可见光相机拍摄的, 且具有统一和足够高的分辨率. 而在实际应
用过程中, 总是存在各种分辨率和尺度(包括低分辨率和小尺度)的图像; 在照明条件较差的
夜间或者室内通道等环境下, 则常常利用红外设备或深度传感器而不是可见光设备进行拍
摄; 此外, 刑侦人员通常还需要依靠证人的描述和素描图像来检索系统中的人物图像. 在这
些情况下, 数据本质有很大的变化, 一般的行人重识别模型在匀质条件下的设计将失去其有
效性.
多源数据行人重识别则针对每类数据使用一个特定于该类型的网络来提取或构造特定
信息并映射到同一个表达空间, 然后, 利用共享网络在共享表达空间中生成特征, 这个通用
的重识别网络通过中心损失、三重损失等损失函数进行训练并与普通网络相连, 实现跨数
据类型的行人重识别. 然而, 当对近 6 年 ICCV、CVPR、AAAI 等顶级国际会议关于一般行
人重识别和多源数据行人重识别的论文数量汇总后发现(图 3(a)), 一般行人重识别问题是当
前研究的热点方向, 而针对跨数据类型的行人重识别研究屈指可数, 我们对 5 种多源数据
行人重识别方法取得的最好效果与一般行人重识别的最优效果进行对比发现(图 3(b)), 由于
多源数据行人重识别涉及不同类型的信息, 加之行人本身诸多因素的影响, 导致其特征提取
和匹配难度大, 准确率远低于一般行人重识别, 如素描行人重识别目前最高的准确率仅为
34 %, 红外图像行人重识别最高的识别率为 46.4 %, 不到一般行人重识别准确率的一半. 与
一般行人重识别问题相比, 多源数据行人重识别在非均匀条件下的研究虽然更加实际, 但也
是一个更具挑战性的问题(表 1).
图 3 一般行人重识别与多源数据行人重识别论文数量和最优效果对比
Fig. 3 The state-of-the-art performance and number of papers between general Re-ID and multi-
source data Re-ID
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