Відстеження рухомих об’єктів у відеопотоці з застосуванням фільтру Калмана
Loading...
Date
2025
Authors
Марченко, Владислав
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Робота присвячена дослідженню та розробці алгоритму відстеження об’єктів у відеопотоці, використовуючи фільтр Калмана та орієнтацію на спостереження над об’єктами (OC-SORT). Метою роботи є виявлення методів поліпшення стабільності менеджменту ідентифікаторів об’єктів у складних умовах, таких як оклюзія та нелінійний рух. Основна ідея алгоритму полягає у впровадженні буфера спостережень для відновлення треків після втрати об’єктів та використанні механізму повторної корекції за допомогою останніх достовірних даних. Такий підхід дозволяє зменшити похибку та підвищити точність відстеження об’єктів, особливо у випадках, коли стандартний фільтр Калмана втрачає об’єкт через тривалу його відсутність. Перший розділ охоплює сучасні підходи з виявлення та трекінгу об’єктів, включаючи методи диференціювання кадрів (Frame differencing), оптичного потоку (Optical Flow), SSD, YOLO, прискорені R-CNN, а також алгоритми трекінгу, зокрема фільтр Калмана, частинковий фільтр (Particle Filter), DeepSORT, ByteTrack. У розділі також розглянуто основні обмеження фільтру Калмана та способи їх вирішення. Другий розділ присвячено детальному аналізу проблем трекінгу у відеопотоці. Охоплено методи асоціації треків, зокрема IoU та Угорський алгоритм, а також використання метрик відповідності (Відстань Махаланобіса, NWD). Увагу приділено впливу налаштування трекера на стабільність ідентифікаторів. У третьому розділі описано структуру та реалізацію алгоритму OC-SORT. Розглянуто архітектуру проєкту, принципи роботи компонентів. Проведено тестування алгоритму на основі методу диференціювання кадрів та YOLO, а результати порівняно з класичними реалізаціями трекерів на основі фільтру Калмана та детекцій. Результати демонструють ефективність алгоритму OC-SORT у контексті менджменту ідентифікаторів об’єктів та стійкості до оклюзій, а також значне зниження кількості помилкових ідентифікацій у порівнянні з базовими підходами. Висновки містять рекомендації щодо подальшого розвитку алгоритму та можливостей його застосування у системах реального часу.
Description
Keywords
відеопотік, фільтр Калмана, ідентифікатори об’єктів, трекінг об’єктів, бакалаврська робота