Home / Program Nucleu / Metode, tehnici şi algoritmi pentru localizarea şi urmărirea figurilor umane în imagini statice, respectiv dinamice

Metode, tehnici şi algoritmi pentru localizarea şi urmărirea figurilor umane în imagini statice, respectiv dinamice

 

Responsabil proiect ICI: dr. ing. mat. Vasile Sima,  vsima@ici.ro, 021-316.07.36/156

Perioada de execuţie:  2013

Suport financiar: Proiectul s-a desfăşurat în cadrul Programului Nucleu: ”Tehnologii avansate  şi servicii pentru dezvoltarea societăţii informaţionale – TEHSIN”, obiectivul 6: Inteligenţă  artificială robotică  şi sisteme autonome avansate, finanţat de Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării, Autoritatea Naţională pentru Cercetare Ştiinţifică.

Echipa de cercetare ICI: ing. Mihnea Vrejoiu, ing. Anca Hotăran, ing.  Ştefan Preda, ing. Mădălina Zamfir.

Obiectiv: Proiectul a avut drept obiectiv abordarea unor metode, tehnici şi algoritmi pentru localizarea şi urmărirea figurilor umane în imagini statice, respectiv dinamice, cu:

•  apropierea de domeniul detecţiei feţelor în imagini prin studierea şi analizarea metodelor, tehnicilor şi algoritmilor de referinţă pe plan mondial

•  elaborarea unor metode, tehnici şi algoritmi proprii de detecţie a feţelor în imagini statice şi dinamice.

Descriere şi stadiu: În cadrul activităţilor desfăşurate pe parcursul derulării fazei I (unice) a acestui proiect:

•  s-a făcut o analizăa domeniului detecţiei automate a feţelor în imagini, cu studierea metodelor, tehnicilor şi algoritmilor utilizaţi pe plan mondial, testarea implementării şi funcţionării unora dintre aceştia;

•  s-a proiectat, implementat şi testat o metodăproprie de detecţie a feţelor în imagini, de tip pattern matching, realizându-se un sistem experimental pentru aceasta;

•  în plus, s-a proiectat şi implementat o metodă, un scenariu şi un algoritm pentru detecţia şi urmărirea figurilor umane în mişcare, din secvenţe de cadre succesive din flux video continuu, pentru care s-a realizat de asemenea un sistem experimental;

•  a fost elaborat, redactat şi editat raportul tehnic al fazei (unice), respectiv al proiectului, în care sunt prezentate activităţile desfăşurate  şi rezultatele obţinute.

Raportul de cercetare conţine 5 capitole, după cum urmează:

• în capitolul 1 este prezentatăo succintă introducere pentru definirea  şi familiarizarea cu domeniul abordat, este menţionat contextul tematic, cronologic şi motivaţional al proiectului  şi sunt rezumate cuprinsul şi structurarea raportului;

•  în capitolul 2 este prezentatămai întâi o trecere în revistă destul de exhaustivă a metodelor, tehnicilor şi algoritmilor de referinţă în domeniul detecţiei automate a feţelor pe plan internaţional, grupaţi în patru categorii după tipul abordării. Sunt detaliate apoi două studii de caz pentru două metode reprezentative. Primul prezintă metoda bazată pe reţele neuronale propusă de Rowley, Baluja şi Kanade din 1996, care la acel moment a reprezentat pentru o vreme referinţa în ce priveşte performanţele de detecţie şi vitezăde procesare. Cel de-al doilea descrie metoda Viola-Jones, introdusă în 2001, care a revoluţionat practic domeniul şi modalităţile de abordare, fiind de atunci referinţa mondială cea mai cunoscută, cu performanţe absolut remarcabile atât ca rată de detecţie a feţelor în imagini, cât mai ales
ca viteză impresionantă de procesare chiar pe suporturi hardware mai puţin performante, implementată azi practic în toate aparatele foto digitale, tablete şi telefoane;

•  în capitolul 3 este descrisăabordarea proprie de detecţie a feţelor în vedere frontală din imagini, cu detalierea metodei, structurilor de date  şi algoritmilor propuşi  şi implementaţi în cadrul proiectului, prezentarea sistemului experimental realizat şi testelor efectuate, precum şi a rezultatelor şi concluziilor comparativ cu alte sisteme;

•  capitolul 4 prezintăalte implementări de sisteme de detecţie a feţelor în imagini statice şi respectiv de urmărire a acestora (tracking) în secvenţe de imagini video în mişcare, utilizându-se  biblioteca open source Open CV şi respectiv mediul / cadrul Matlab, implementări care au fost studiate, realizate şi / sau testate şi acestea în contextul proiectului de faţă;

•  în capitolul 5, sunt sintetizate câteva concluzii şi posibile direcţii viitoare de continuare;

•  în sfârşit, raportul se încheie cu listarea referinţelor bibliografice.
Proiectul s-a desfăşurat într-o singurăetapă/ fază, pe durata a 4 luni de zile, în perioada 01 aprilie – 31 iulie 2013, fiind finalizat.

Rezultate:

•  s-a realizat un studiu al domeniului detecţiei automate a feţelor în imagini, cu analizarea metodelor, tehnicilor şi algoritmilor utilizaţi pe plan mondial, testarea implementării şi funcţionării unora dintre aceştia;

•  s-a proiectat, implementat  şi testat o metodă/ tehnică proprie (şi algoritmii corespunzători) de detecţie a feţelor în imagini, de tip pattern matching, realizându-se un sistem experimental pentru aceasta;

•  în plus, s-a proiectat  şi implementat o metodă/ tehnică, un scenariu şi un algoritm pentru detecţia şi urmărirea figurilor umane în mişcare, din secvenţe de cadre succesive din flux video continuu, pentru care s-a realizat de asemenea un sistem experimental;

•  a fost elaborat, redactat şi editat un raport de cercetare al fazei (unice), respectiv al proiectului, în care sunt prezentate activităţile desfăşurate  şi rezultatele obţinute;

•  au mai fost elaborate şi publicate două articole în Revista Românăde Automatică şi Informatică, Vol. 23, Nr. 2 şi respectiv Nr. 3 / 2013.