Das Ziel dieser Arbeit ist die Zählung von Personenbewegungen bezogen auf das Durchschreiten von ”Zählschranken“ wie zum Beispiel das Betreten oder Verlassen eines definierten Szenenbereiches.
Die Aufgabe, sich bewegende Personen in Videosequenzen zu verfolgen, ist geprägt von den Erscheinungsbildern der Personen, wie sie sich in der Szene ergeben. Diese Personen stellen sich innerhalb dieser Bilder als nicht-rigide Objekte dar. Das Erkennen von Personen in Einzelbildern beziehungsweise
in einer Sequenz von aufeinanderfolgenden Bildern wird hier durch ein hier beschriebenes Verfahren realisiert, welches nicht Gegenstand der Arbeit ist, aber schon vorliegt.
Darauf aufbauend ist es Ziel der vorliegenden Arbeit, ein Trackingmodul zu schaffen. Aufgabe dieses Trackingmodules ist es, basierend auf der Erkennung von Bewegungen von Personen in aufeinanderfolgenden Bildern, deren Bewegung über die ganze Szene in einer entsprechenden Bildfolge zu erfassen.
Diese Arbeit entstand als Diplomarbeit im Rahmen eines Projektes in der Gesellschaft zur Förderung angewandter Informatik e. V. (GFaI).
Inhaltsverzeichnis
- 1 Einführung
- 1.1 Einleitung
- 1.2 Erläuterung der Aufgabenstellung
- 1.3 Gliederung der Arbeit
- 2 Der Weg vom Grauwertbild zur Hypothese
- 2.1 Bewegungsdetektion aus der Bildsequenz
- 2.2 Bildbasierte Vorselektion der Hypothesen
- 3 Erfassung und Beschreibung der Bewegungsvorgänge
- 3.1 Situationsübersicht
- 3.2 Terminologie
- 3.3 Initialzustand
- 3.4 Auswahl eines Nachfolgezustands
- 3.5 Prädiktion
- 3.5.1 Wissensbasierte Verfahren
- 3.5.2 Kalmanfilter
- 3.5.3 lineare Prädiktion
- 3.6 Bestimmung eines adaptiven Suchraumes
- 3.6.1 Berechnung von r aus dem Prädiktionsfehler
- 3.6.2 Berechnung von r aus der Schrittweite
- 3.7 Zusammenführung und Auftrennung
- 3.8 Inaktivität bei Instanzen
- 3.9 Zählung der Personen und Konzepte gegen Fehlzählungen
- 3.9.1 Durchtrittsrichtung
- 3.9.2 Pendeln von Personen
- 4 Entwurf und Implementierung
- 4.1 Terminologie
- 4.2 Sequentielle und verkettete (lineare) Listen
- 4.3 Dll-Programmierung
- 4.4 Beschreibung des Algorithmus
- 4.5 Parameter zur Anpassung
- 5 Ergebnisse und Interpretation
- 5.1 Darstellung und Prüfung definierter Situationen
- 5.2 Test an praktischen Beispielsequenzen
- 5.3 Komplexes Beispiel über ca. 4 Minuten Beobachtungsdauer
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die Diplomarbeit befasst sich mit der Entwicklung und Implementierung von Algorithmen, die in der Lage sind, sich bewegende Personen in Videosequenzen zu erfassen und zu verfolgen. Das Ziel ist es, eine automatisierte Personenzählung zu ermöglichen, indem die Bewegung von Personen durch definierte Bereiche, wie zum Beispiel das Betreten oder Verlassen eines Raumes, erfasst wird.
- Bewegungsdetektion in Videosequenzen
- Erfassung und Beschreibung von Personenbewegungen
- Entwicklung eines adaptiven Suchraums
- Entwurf und Implementierung des Algorithmus
- Bewertung der Ergebnisse und Interpretation der Ergebnisse
Zusammenfassung der Kapitel
- Kapitel 1: Die Einleitung stellt die Relevanz des Themas der Personenerfassung und -verfolgung in Videosequenzen heraus und erläutert die Motivation und die Ziele der Arbeit.
- Kapitel 2: Dieses Kapitel befasst sich mit den ersten Schritten der Verarbeitung einer Videosequenz, beginnend mit der Detektion von Bewegung und der Bildung von Hypothesen über die Position und Bewegung von Personen.
- Kapitel 3: Dieses Kapitel beschreibt die Erfassung und Beschreibung von Personenbewegungen im Detail. Es werden verschiedene Methoden zur Prädiktion der zukünftigen Position von Personen vorgestellt und ein adaptiver Suchraum für die effektive Suche nach Personen definiert.
- Kapitel 4: In diesem Kapitel wird die Entwicklung und Implementierung des Algorithmus beschrieben. Die verwendeten Datenstrukturen und Programmiertechniken werden erläutert.
- Kapitel 5: Dieses Kapitel präsentiert die Ergebnisse der Arbeit und interpretiert diese anhand von Beispielsequenzen.
Schlüsselwörter
Die Arbeit behandelt Themen wie Bewegungsdetektion, Personenerfassung und -verfolgung, Videosequenzanalyse, Algorithmenentwicklung, Implementierung, adaptiver Suchraum, Personenzählung und Anwendungen im Bereich der Verhaltensforschung und des öffentlichen Nahverkehrs.
- Quote paper
- Diplom - Informatiker (FH) Alexander Busch (Author), 2001, Entwurf und Implementierung von Algorithmen zur Erfassung und Verfolgung von sich bewegenden Personen in Videosequenzen, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/4576
