Potiskivanje utjecaja promjena osvijetljenosti kod otkrivanja kretnji pomoću valićne transformacije

Transcript

1 SVEUČILIŠTE U SPLITU FAKULTET ELEKTROTEHNIKE, STROJARSTVA I BRODOGRADNJE Potkvanje utjecaja promjena ovjetljenot kod otkrvanja kretnj pomoću valćne tranformacje Ior Vujovć Splt, 9. ltopada.

2

3 Op problema: problem promjene ovjetljenot Ekpermentalne rednje vrjednot pkela te cene pod razlčtm uvjetma ovjetljenot: 3

4 Op problema: problem promjene ovjetljenot kod otkrvanja kretanja 4

5 Op problema: porešn rad npr. peopletrackera zbo varjacja ovjetljenot 5

6 Hpoteza Poboljšanje robunot alortma za otkrvanje kretanja kod prmjena u nadzornm aplkacjama. Uporaba valćne tranformacje za tablzacju lke prvo plana obzrom na varjacje ovjetljenot kretnje. Poboljšanje otkrvanje kretnj defnranje make prvo plana za lučaj utava nepomčnom kamerom prmjena u nadzornm aplkacjama. Clj tražvanja je povećanja kvaltete ulazno nala za daljnju obradu. 6

7 Hpoteza Varjacja ovjetljenot je dnamčk šum u lkovnom nalu te e tjekom analze zdvaja potkuje. Valćna analza nala poodna je za zdvajanje vojtava z lkovn nala, jer valć maju konačnu domenu enerja valća je koncentrrana u određenom protoru te e analzom mou zdvojt pratt razlčt parametr. Itražuje e proučava uporaba VT za tablzacju lke prvo plana obzrom na utjecaje u varjacjama ovjetljenot. 7

8 Znantven doprno Temeljn znantven doprno rada je nov alortam za otkrvanje kretnj, temeljen na valćma, otpornj na lobalne varjacje ovjetljenot cene uzrokovane zvorom, a lokalzrane u kratkom vremenkom ntervalu. Robutnot e mjer tandardnom mjerom PCC krterj. 8

9 Znantven doprno Itču e ljedeć doprno: - op pozadnko modela pomoću enerje valćn koefcjenata, - poučak o enerj dva valća, - op akumulatora pomoću enerje valćn koefcjenata, -načn zvođenja tenke oduzmanja pozadne -načn rekontrukcje make prvo plana. 9

10 Prmjena Prmjena u nadzornm aplkacjama: - povećavanje pouzdanot rada nadzorn utava - manjenje broja lažn alarma natal zbo promjene ovjetljenot.

11

12 Enerja valća Defncja 3.. Ako u f u L R L R onda vrjed: + + f t t dt fˆ ω ˆ ω dω π Prmjedba 3.3. Zakon očuvanja enerje. Kontnurana valćna tranformacja ma vojtvo očuvanja enerje koje je analono vojtvu očuvanja enerje u frekvencjkom području, prema Parevalovom zrazu. Parevalov zraz može e povezat valćnm koefcjentma [7] defncjom 3.. Defncja 3.. Ako u zadan koefcjent kontnurane valćne tranformacje CWT, funkcje ft L R, vrjed: + f t dt dd CWTf, Cψ

13 Enerja valća u razvjenom alortmu Poučak 4.. Enerja dva valća prmjenom kontnurane valćne tranformacje Neka u poznat koefcjent kontnurane valćne tranformacje dobven prmjenom ortoonalno onovno valća, CWT,, prmjenom ortoonalno onovno valća, CWT,, funkcje ft L R. Ako e enerja može zračunat z: + + f t f t dt dt C ψ C ψ CWT CWT,, tada vrjed da je enerja adržana u nalu proječna vrjednot enerja dobven proračunom valćem : + dd f t dt kcwt, + CWT, C ψ ILI C ψ dd dd dd CWT, + k CWT, 3

14 Enerja valća u razvjenom alortmu Dokaz: Prmjenjujuć 3.63 uzatopno za oba valća, dobva e zbrajanjem dvotruka enerja: Korteć potupak zlučvanja kontante pravla nterranja, ljed: + +,, dd CWT C dd CWT C dt t f ψ ψ ,,,,,,,, dd CWT k CWT C dd CWT CWT C C C dd CWT C CWT C dd CWT C dd CWT C dt t f ψ ψ ψ ψ ψ ψ ψ ψ 4

15 Analono korštenjem matematčk temelja z pretodn defncja dobva e zraz: + +,, dd CWT C CWT C dt t f ψ ψ + +,, dd CWT C C CWT C dt t f ψ ψ ψ + +,, dd k CWT CWT C dt t f ψ Enerja valća u razvjenom alortmu 5

16 Enerja valća u razvjenom alortmu Poučak 4.3. Enerja dvaju valća prmjenom dkretne valćne tranformacje. Ako u poznat koefcjent dkretne valćne tranformacje dobven prmjenom ortoonalno onovno valća, F, prmjenom ortoonalno onovno valća, F, funkcje fn L R. Ako e enerja računa z: tada vrjed: N N n F N n f M M m F M m f + N F F N E 6

17 Enerja valća u razvjenom alortmu Dokaz: Enerja nala je jednaka bez obzra koj e valć kort za analzu. Stoa vrjed: odnono: dje je N broj uzoraka analzrano nala vrjed da je N M. M m N n m f n f E m f n f M m N n + + M N F M F N E + + N M N F F N F F N M M E 7

18 Enerja valća u razvjenom alortmu Poučak 4.4. Enerja nala lke dva valća uporabom dkretne valćne tranformacje. Ako u poznat koefcjent dkretne valćne tranformacje dobven prmjenom ortoonalno onovno valća, F, prmjenom ortoonalno onovno valća, F, lke fn,m L R, ako u valć eparabln po obje dmenzje ako e enerja računa z: tada je n m j n m j n m j f, f f j,, j j nm nm nm n m j n m j F F,, j j n m F, j + F, j j 8

19 Enerja valća u razvjenom alortmu Dokaz: n m j f n, m j j nm f nm, j n n j m m j nm n m F, j + F, j F, j + F, j n m F, j + F, j j nm j 9

20 Enerja valća u razvjenom alortmu Tvrdnja 4.. Koefcjent aprokmacje dkretne valćne tranformacje adrže već do enerje nala od koefcjenata detalja. Prmjedba 4.. Valja uočt da je tvrdnja 4.. eurtčka, jer u lke koefcjenata detalja ulavnom crne znač da u vrjednot pkela blzu nule, a tme enerja. Tvrdnja 4.. poučak 4.4. zravno u prmjenjen u proramranju alortma koj je razvjen u doktorkom radu. Name, vak valć nje poodan za vaku prmjenu kombnranje prmjene Urednjavanje enerje je najjednotavnj oblk optmranja zmeđu dva clja koja e traže razlčtm valćma. Valć vše momenata precznj op rubova. Valć, koj urednjuje varjacje, al djelomčno razmazuje rance objekata poučak 4.4 dobva e rednja kvalteta rubova zadovoljavajuća urednjenot koja potkuje varjacje.

21 Razvjen alortam mplementacja na računalu. korak: formranje početno pozadnko modela Referentn model pozadne formra e na nzu od N 5 lka bez pokretn objekata. Pr tome e uzmaju aprokmacjk koefcjent na druoj razn razlaanja, a, za dva valća. Svaka lka referentno nza analzra e odvojeno na druoj razn valćno razlaanja. Odvojeno e zbrajaju aprokmacjk koefcjent dobven oba valća na druoj razn ratava. Na kraju e zbrojev podjele brojem lka. Pozadnk model e formra normom-.

22 Razvjen alortam mplementacja na računalu Pr tome e uzmaju koefcjent aprokmacja, a, za dva valća označen : N ref N j k a, ref N j, k a N ref + j, k ref j, k ref j, k Matrca ref je u bt referentna pozadna na druoj razn valćno ratava. ref j ref j maxref

23 Razvjen alortam mplementacja na računalu. korak: valćna akumulacja Valćna akumulacja e dobja na druoj razn valćne tranformacje potupkom: Potkvanje šuma e vrš praom: a a tren + kalra za kontantu ovnu o cen. Kontanta kalranja u vez je π: n k, n R π + tren tren tren < σ pra _ tren tren max tren dobjen je tako da mnmzra rednju kvadratnu porešku najore mouće lučaja makmalnu porešku!. σ pra_tren Akumulator L L tren 3

24 Razvjen alortam mplementacja na računalu 3. korak: modfcrana tenka oduzmanja pozadne Oduzma e referentn valćn model pozadne od valćne akumulacje. Pr tome je najvježja lka u akumulatoru zadnja prmljena kamere. Jedno druo je enerja valćn točnje, funkcja kalranja koefcjenata. Stoa je prv plan, označen Prv_plan, određen na načn: Prv_plan Akumulator - ref 4.7 Prv_planPrv_plan<σ pra_pp 4.8 Prv_planPrv_plan<σ pra_pp 4.9 dje je: σ pra_pp k *meanakumulator/maxakumulator k R +, a dru pra: σ pra_pp k *maxprv_plan, dje je < k <, poželjno prema zvršenm ekpermentma na proučavanm cenama oko,5. 4

25 Razvjen alortam mplementacja na računalu 4. korak: zlađvanje bnarzacja make prvo plana Ovaj korak provod e tako da e prv plan fltrra morfološkm fltrma otvaranja dlatacje. Prvo e zvod morfološko otvaranje: Pr v _ plan dje je MO morfološko otvaranje, a e trukturn element zabran tako da e ne uklone mal pokretn objekt, al manj moućnot zadržavanja šuma. Potom e zvod morfološka dlatacja: Pr v _ plan k j dje je MD morfološka dlatacja, a e jednak trukturn element kao u pretodnom morfološkom otvaranju. k j Pr v _ plan, MO e Pr v _ plan, MD e 5

26 Razvjen alortam mplementacja na računalu 5. korak: podzanje velčne make na zvornu velčnu Kako je konačna varjabla Prv_plan u bt maka crnobjelo karaktera, tj. matrca nula jednca, varjabla Prv_plan je ločka, al cjelobrojna, varjabla. Prlkom rekontrukcje na zvornu razlučvot potrebno je ntetzrat dvje razne make. Prvo e povećava broj elemenata operacjom naduzorkovanja: Prv _ plan _ vr Prv _ Prv _ plan, plan, M M Prv _ Prv _ plan,... plan,... M L M Prv _ M plan m, n 6

27 Razvjen alortam mplementacja na računalu Potom e vrš morfološka dlatacja dobvene make kako b e zbjelo potojanje crn lnja u tupcma redcma: Prv _ plan _ vr k j Prv _ plan _ vr, MD e Pretodn potupak e zvršavao na druoj razn valćno ratava te je potrebno ovaj potupak još jednom ponovt da b e potla zvorna razlučvot. Tako dobvena matrca predtavlja maku prvo plana može e crtat l kortt kao ulaz u daljnje module. Ako e žel vdjet kako zleda prv plan, tada e ova matrca kort za zbor pkela zvorne lke: - ako je Prv_plan_vr onda e uzma taj pkel z trenutne lke, - ako je Prv_plan_vr onda e ne uzma. 7

28 Razvjen alortam mplementacja na računalu 6. korak: ovježenje parametara alortma Referentn model e ovježava na mjetma dje je maka prvo plana jednaka. Ovježava e vrjednošću akumulatora na tom mjetu. Potom e u akumulatoru brše najtarja matrca te e otale pomču za jedno mjeto. Tako e olobađa mjeto za novu matrcu u koraku. Ponavljaju e korac -6. 8

29 9

30 Ekperment Sljed: zaključvanje, akcja 3

31 Ekperment Slka 5.3. Položaj prepreka, pokreto objekta, ravjete kamere u ekpermentma u unutarnjem protoru: a prv tetn lučaj, b dru tetn lučaj, c treć tetn lučaj 3

32 Ekperment Slka 5.4. Položaj prepreka, pokreto objekta, ravjete kamere u ekpermentma nadzranja u vanjkom protoru 3

33 Potnut rezultat - lažn točn alarm otkrvanje kretanja Uavren klacn MBMD alortam Mjeano otrkvanje Itnto otkrvanje Lazno otkrvanje Detekcja kretnj Indekrano vrjeme.9 Tenka Mjeano otkrvanje Tocno otkrvanje.9 Tenka Tocno otkrvanje Mjeano otkrvanje Detekcja kretnj Detekcja kretnj Indekrano vrjeme Indekrano vrjeme 33

34 Potnut rezultat - lažn točn alarm otkrvanje kretanja Tenka 3 Mjeano otkrvanje Krvo otkrvanje Tenka 4 Mjeano otkrvanje Tocno otkrvanje Detekcja kretnj Detekcja kretnj Indekrano vrjeme Indekrano vrjeme 34

35 Potnut rezultat ALGORITAM Br. krv detekcja Broj mješan detekcja Broj tnt detekcja Broj tnt nedetekcja MBMD 5 85 Poboljšan MBMD Valćna tenka ključenja koefcjenata detalja z ulazne lke Valćna tenka uporabe ključvo aprokmacje Valćna tenka analze 3 87 akumulacje razlka Valćna tenka aprokmacje make kretanja Razvjen zvorn alortam 85 5 Lažn alarm U toj lc je detektran tnt lažn alarm. Itnta detekcja je točan alarm. Itnta nedetekcja je kada nje pokrenut alarm to je pravno. 35

36 Potnut rezultat: Uporedba alortama za oobe u cen laboratorju MBMD alortam T.klj.det. z ul. lke Ima vška T. upo. klj. aprok. Maka razlka-rekontrurana Krv broj T. aprok. make kretanja T. anal.akum. razlka Razvjen alortam 36

37 Potnut rezultat ALGORITAM PCC lka PCC lka 35 MBMD alortam,77,33 Valćna tenka ključenja,9455,8377 koefcjenata detalja z ulazne lke Valćna tenka uporabe,845,4865 ključvo aprokmacje Valćna tenka analze,845,369 akumulacje razlka Valćna tenka aprokmacje,93,4765 make kretanja Razvjen zvorn alortam,9577,863 Krajnja lka ekvence Slka jakom varjacjom ovjetljenot 37

38 Potnut rezultat ALGORITAM BRZINA U ODNOSU NA IZVORNI ALGORITAM MBMD Valćna tenka ključenja koefcjenata detalja z ulazne lke 63,6 Valćna tenka uporabe ključvo aprokmacje 3,85 Valćna tenka analze akumulacje razlka 58,6 Valćna tenka aprokmacje make kretanja 66 Razvjen zvorn alortam bez rekontrukcje na zvornu razlučvot 49 Razvjen zvorn alortam rekontrukcjom na zvornu razlučvot 79 promjenjvm praom 38

39 Uporedba alortama z lterature Nevalćna tenka razvjeno alortma Nevalćne tenke Valćne tenke Uporedba zvedbe klačno alortma za memorjko otkrvanje kretnj [33] označeno MBMD, valćn poboljšanja z [34] označeno Te,,3,4, nevalćn potupaka urednjavanja označeno medan fltar app. medan razvjeno alortma obzrom na udo lažn vrtavanja udo pravn vrtavanja pkela, podac z [34] 39

40 Znantven doprno Temeljn znantven doprno rada je nov alortam za otkrvanje kretnj, temeljen na valćma, otpornj na lobalne varjacje ovjetljenot cene uzrokovane zvorom, a lokalzrane u kratkom vremenkom ntervalu. Robutnot e mjer tandardnom mjerom PCC krterj. 4

41 Znantven doprno Itču e ljedeć doprno: - op pozadnko modela pomoću enerje valćn koefcjenata, - poučak o enerj dva valća, - op akumulatora pomoću enerje valćn koefcjenata, -načn zvođenja tenke oduzmanja pozadne -načn rekontrukcje make prvo plana. 4

42 ZAKLJUČAK S obzrom na provedeno tražvanje dobvene rezultate z ekpermenta razlaanjem alortma na šet koraka ljed: - razvjen alortam modulom para valća ma tr puta manje otkrven FP rezultata od tenka urednjavanja edam puta manje od MBMD alortma, - povećan je PCC u odnou na uporedne alortme z lterature, - razvjen alortam je robunj obzrom na varjacje ovjetljenot od upoređen alortama z lterature, 4

43 ZAKLJUČAK - potnuta je bolja kompaktnot objekata prvo plana obzrom na uporedne alortme z lterature, - povećana je pouzdanot utava za uzbunjvanje, tj. manjen je broj lažn alarma - povećana je brzna zvođenja alortma tako da je razvjen 79% brž od referentno alortma. 43