Conditional Random Fields 구조에서 궤적군집화를 이용한 혼잡 영상의 이동 객체 검출

Detection of Moving Objects in Crowded Scenes using Trajectory Clustering via Conditional Random Fields Framework

본 논문은 궤적을 군집화하여 혼잡한 영상에서 이동 객체를 검출하는 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 객체의 외형 정보에 기반한 기존의 방법들과는 달리 객체의 움직임 정보만을 이용해 이동 객체를 검출한다. 이를 위하여 입력 영상의 매 프레임에서 특징점을 추출하며, 인접한 프레임간의 추적 과정을 통하여 특징점들의 궤적을 생성한다. 동일 객체에서 얻어진 궤적들은 유사한 움직임을 보일 것이라는 가정 하에 군집화 과정을 통하여 이동 객체를 검출한다. 궤적들의 군집화를 위하여 특징점 간의 위치, 움직임, 연속성에 기반한 에너지 함수로 궤적 간 유사도를 측정하였으며, conditional random fields (CRFs)를 이용하여 최적의 군집을 결정하였다. 기존의 궤적 군집화를 통한 이동 객체 검출 방법이 군집화 과정에서 한번 잘못 분류된 궤적은 잘못된 결과를 생성하는 것과는 달리, 제안한 방법에서는 군집화가 CRFs 상에서 에너지 최소화에 의해 수행되기 때문에 잘못 분류된 궤적이 반복 과정에서 다시 올바른 군집으로 재배열되는 것이 가능하다. 제안한 방법의 성능 측정을 위하여 서로 다른 혼잡도를 가지는 세 개의 영상을 이용하였으며, 약 94%의 검출률과 7%의 허위 경보율을 나타내었다.

This paper proposes a method of moving object detection in crowded scene using clustered trajectory. Unlike previous appearance based approaches, the proposed method employes motion information only to isolate moving objects. In the proposed method, feature points are extracted from input frames first and then feature tracking is followed to create feature trajectories. Based on an assumption that feature points originated from the same objects shows similar motion as the object moves, the proposed method detects moving objects by clustering trajectories of similar motions. For this purpose an energy function based on spatial proximity, motion coherence, and temporal continuity is defined to measure the similarity between two trajectories and the clustering is achieved by minimizing the energy function in CRFs (conditional random fields). Compared to previous methods, which are unable to separate falsely merged trajectories during the clustering process, the proposed method is able to rearrange the falsely merged trajectories during iteration because the clustering is solved my energy minimization in CRFs. Experiment results with three different crowded scenes show about 94% detection rate with 7% false alarm rate.