(Luận văn thạc sĩ) nghiên cứu kỹ thuật phân tích đám đông trong giám sát tự động dựa vào thị giác máy

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN TRẦN VĂN THÀNH NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT PHÂN TÍCH ĐÁM ĐÔNG TRONG GIÁM SÁT TỰ ĐỘNG DỰA VÀO THỊ GIÁC MÁY h Chuyên ngành: Khoa học máy tính Mã số: 08.48.01.01 Ngƣời hƣớng dẫn: TS Lê Thị Kim Nga LỜI CẢM ƠN Em xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc đến: - Cô TS.Lê Thị Kim Nga - Viện trưởng Viện nghiên cứu ứng dụng KH&CN, Giảng viên Khoa Công nghệ thông tin (Trường Đại học Quy Nhơn) dành nhiều thời gian, công sức, hỗ trợ hướng dẫn tận tình em trình thực đề tài, giúp em hồn thành luận văn cách thuận lợi nhất; - Quý thầy cô Khoa Công nghệ thông tin (Trường Đại học Quy Nhơn) tích cực giảng dạy, cung cấp kiến thức chun mơn thiết thực q trình học tập, giúp em hiểu sâu nội dung liên quan phục vụ cho việc nghiên cứu đề tài này; - Quý lãnh đạo quan tạo điều kiện thuận lợi thời gian, h sếp công việc để em theo đuổi hồn thành khóa học Một lần nữa, em thành thật cảm ơn trân trọng gửi đến quý thầy cô, quý lãnh đạo quan lời chúc tốt đẹp nghiệp sống Bình Định, ngày tháng năm 2020 Học viên Trần Văn Thành LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan, toàn văn đề tài nghiên cứu tơi tự vận dụng kiến thức học, tìm hiểu qua nhiều kênh thơng tin biên tập, có tham khảo tài liệu liên quan, có chọn lọc khơng y tồn văn đề tài cơng bố thức, khơng quy phạm quyền tác giả Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực có tham chiếu nguồn gốc rõ ràng Bình Định, ngày tháng năm 2020 Học viên Trần Văn Thành h MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH DANH MỤC CÁC BẢNG VẼ NỘI DUNG LUẬN VĂN Trang MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục tiêu nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu 3.2 Phạm vi nghiên cứu h Phương pháp nghiên cứu Ý nghĩa đề tài 5.1 Ý nghĩa khoa học 5.2 Ý nghĩa thực tiễn Cấu trúc luận văn Chƣơng 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU 1.1 Tình hình nghiên cứu đề tài 1.2 Khái quát đám đông 1.2.1 Giới thiệu chung 1.2.2 Một số tiếp cận đám đông 1.3 Hệ thống camera giám sát tập trung 12 1.3.1 Giới thiệu thống camera giám sát tập trung 12 1.3.2 Vấn đề phát đối tượng camera giám sát 13 1.4 Mơ hình phân tích đám đông giám sát tự động dựa vào thị giác máy 15 1.4.1 Tổng quan thị giác máy 15 1.4.2 Một số ứng dụng thị giác máy 19 1.5 Kết luận chương 20 Chƣơng 2: MỘT SỐ KỸ THUẬT PHÂN TÍCH ĐÁM ĐƠNG TRONG GIÁM SÁT TỰ ĐỘNG 21 2.1 Kỹ thuật phát chuyển động 21 2.1.1 Giới thiệu 21 2.1.2 Kỹ thuật trừ 38 2.1.3 Đánh giá kỹ thuật phát chuyển động 31 h 2.2 Kỹ thuật phát đối tượng 32 2.2.1 Giới thiệu 32 2.2.2 Các tính áp dụng kỹ thuật phát đối tượng 34 2.2.3 Đánh giá kỹ thuật phát đối tượng 36 2.3 Kỹ thuật bám sát đối tượng 37 2.3.1 Giới thiệu 37 2.3.2 Một số đặc trưng kỹ thuật bám sát đối tượng 39 2.3.3 Đánh giá kỹ thuật bám sát đối tượng 40 2.4 Kết luận chương 41 Chƣơng 3: CHƢƠNG TRÌNH THỬ NGHIỆM 42 3.1 Giới thiệu toán 42 3.2 Phân tích tốn 42 3.3 Xây dựng chương trình thử nghiệm 46 3.3.1 Thiết lập thử nghiệm 47 3.3.2 Kết thử nghiệm 48 3.4 Đánh giá kết thử nghiệm 53 3.5 Kết luận chương 54 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 55 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 57 h DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT STT Diễn giải ý nghĩa Từ viết tắt Artificial Intelligence (AI) Trí tuệ nhân tạo Anomaly event detection Phát kiện bất thường Behavior recognition Nhận diện hành vi Computer Science Khoa học máy tính Computer vision Thị giác máy Charge-Coupled Device Máy quay phim Crowd Đám đông Crowd analysis techniques Crowd analysis using computer Kỹ thuật phân tích đám đơng dựa h Kỹ thuật phân tích đám đông vision techniques 10 Crowd motion vào thị giác máy pattern Phân loại mơ hình chuyển động segmentation đám đông 11 Motion pattern segmentation Phân đoạn mẫu chuyển động 12 Visual clustering Phân cụm trực quan DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Tên nội dung hình ảnh STT Đám đơng 1.2 Mơ hình phân loại phân tích đám đơng 1.3 Mơ hình hệ thống camara giám sát tập trung 1.4 Hệ thống camera kết nối trung tâm xử lý hình ảnh 1.5 Tầm quan trọng thị giác máy trí tuệ nhân tạo 1.6 Vai trị thị giác máy nhận dạng phát đối tượng 1.7 Cấu tạo hệ thống thị giác máy 1.8 Thị giác máy có khả nhìn hiểu giống người 1.9 Nhận thức vật ảnh thị giác máy h 1.1 1.10 Mơ hình số lĩnh vực ứng dụng thị giác máy 2.1 Phát đối tượng có hành động tốc độ nhanh khoanh vùng 2.2 Mơ hình phát đối tượng chuyển động 2.3 Quy trình trừ 2.4 Kỹ thuật trừ 2.5 Sơ đồ kỹ thuật phát đối tượng ảnh 2.6 Phát đối tượng Integral Image 2.7 Phát đối tượng Yolo 2.8 Mơ hình kỹ thuật bám sát đối tượng 2.9 Bám sát đối tượng chuyển động 3.1 Các bước trình phát theo dõi đối tượng 3.2 Sơ đồ thực chương trình thử nghiệ 3.3 Cách truyền video vào chương trình thử nghiệm 3.4 Kết chương trình thử nghiệm video h DANH MỤC CÁC BẢNG VẼ STT Tên nội dung bảng vẽ 2.1 Phân tích hiệu suất mơ hình trừ 3.1 Kết đánh giá chương trình thử nghiệm video h