Real-Time Head Tracking using Adaptive Boosting in Surveillance

서베일런스에서 Adaptive Boosting을 이용한 실시간 헤드 트래킹

This paper proposes an effective method using Adaptive Boosting to track a person's head in complex background. By only one way to feature extraction methods are not sufficient for modeling a person's head. Therefore, the method proposed in this paper, several feature extraction methods for the accuracy of the detection head running at the same time. Feature Extraction for the imaging of the head was extracted using sub-region and Haar wavelet transform. Sub-region represents the local characteristics of the head, Haar wavelet transform can indicate the frequency characteristics of face. Therefore, if we use them to extract the features of face, effective modeling is possible. In the proposed method to track down the man's head from the input video in real time, we ues the results after learning Harr-wavelet characteristics of the three types using AdaBoosting algorithm. Originally the AdaBoosting algorithm, there is a very long learning time, if learning data was changes, and then it is need to be performed learning again. In order to overcome this shortcoming, in this research propose efficient method using cascade AdaBoosting. This method reduces the learning time for the imaging of the head, and can respond effectively to changes in the learning data. The proposed method generated classifier with excellent performance using less learning time and learning data. In addition, this method accurately detect and track head of person from a variety of head data in real-time video images.

본 논문에서는 복잡한 배경에서의 사람의 머리 추적에 있어서 효과적인 Adaptive Boosting에 의한 방법을 제안한다. 하나의 특징 추출 방법은 사람의 머리를 모델링하기에는 부족하다. 따라서 본 연구에서는 여러 가지 특징 추출 방법을 병행하여 정확한 머리 검출을 시도하였다. 머리 영상의 특징 추출은 sub-region과 Haar 웨이블릿 변환(Haar wavelet transform)을 이용하였다. Sub-region은 머리의 지역적인 특징을 나타내고, Haar 웨이블릿 변환은 얼굴의 주파수 특성을 나타내기 때문에 이들을 이용하여 특징을 추출하면 효과적인 모델링이 가능해 진다. 실시간으로 입력되는 영상에서 사람의 머리를 추적하기 위하여 제안하는 방법에서는 3가지 형태의 Harr-wavelet 특징을 AdaBoosting 알고리즘으로 학습한 후 결과를 이용하였다. 원래 AdaBoosting 알고리즘은 학습시간이 매우 길며 학습데이터가 변하면 다시 학습을 수행해야 하는 단점이 존재한다. 이 단점을 극복하기 위하여 제안하는 방법에서는 캐스케이드를 이용한 AdaBoosting의 효율적인 학습방법을 제안한다. 이 방법은 머리 영상에 대한 학습시간은 감소시키며, 학습데이터의 변화에도 효율적으로 대처할 수 있다. 이 방법은 학습과정을 레벨별로 분리한 후 중요도가 높은 학습데이터를 다음 단계에 반복적으로 적용시킨다. 제안하는 방법이 적은 학습 시간과 학습 데이터를 사용해서 우수한 성능을 가지는 분류기를 생성하였다. 또한, 이 방법은 다양한 머리데이터를 가진 실시간 영상데이터에 적용한 결과 다양한 머리를 정확하게 검출 및 추적하였다.