以下是b站视频 朱政讲解的内容笔记: https://www.bilibili.com/video/av33603018

 

相关滤波分支

mosse

kcf

c-cot

ECO

深度学习分支

DLT SODLT

MDnet

SIAM FC

CFnet

DCFnet

FOLWTRACK

SIAMRPN

DASIAMRPN

数据集

DAVIS 视频分割的数据集

VID 视频目标检测的数据集

YOUTUBE BOUNDINGBOX 稀疏标注的检测跟踪数据集

用于训练基于深度学习的数据集

 

OTB2013-2015

VOT2013-2018

ECC 2018年提出 常识跟踪数据集 TRACKINGNET OSUV

 

 

遇到的挑战

FlowTrack论文详解: 朱政- 高性能单目标跟踪算法的探索

 

 

红色:无人机拍摄  数据集
黄色:高帧率 数据集
蓝色:全景 数据集
绿色:常识跟踪的数据集

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FlowTrack cvpr2018

不像大部分只用RGB

本文用到帧与帧丰富的运动信息

之前有用的光流信息,但是不充分,没有端到端训练

缺点:FlowTrack论文详解: 朱政- 高性能单目标跟踪算法的探索

端到端光流相关算法with提高特征表示和跟踪精度

时间空间注意力机制

本文提出:

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本文也属于siam网络

1 总图:

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将t-T帧 到t-2帧 通过flownet 得到光流信息

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t-T帧 到t-2帧 映射到t-1帧

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t-1帧得到自己的feature

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自己的 t-1 frame 的特征feature& 映射到的特征feature

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通过 时间-空间注意力机制模块融合 得到φ(x)

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t frame自己通过网络得到自己的特征φ(z)

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φ(x)φ(z)送入相关滤波层cf层进行跟踪

高斯label监督

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2 相关滤波跟踪

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DCF目的就是通过正负样本得到系数f

f求解 可以转换为岭回归问题,频域求解,逆傅里叶变化频域变换倒时阈,降低计算复杂度

跟踪 φ(z)和f卷积得到最后的相应图R(z)

相应图最大点就是要跟踪的目标

 

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为了将上述操作置于网络中,定义了loss函数,他是φ(z)φ(x)的函数

反向传播形式 :就是对 φ(z)φ(x)分别求偏导

反向传播形式 作为网络中的一个

 

3 光流信息的映射和融合

 

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光流信息编码了2个输出图之间的信息。

因此我们用光流信息把i帧的信息映射到t-1帧。

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某个channel的映射操作定义下式:

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求解它的反向传播形式作为网络中的一个层

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这样有了当前帧自己的feature也有了之前帧映射到当前帧的feaeture 

有了同一物体不同的表征形式,不同的视角,不同的形变,光照。

然后通过融合的形式增强特征表示和跟踪精度,具体来说本文采用了加权融合的形式。

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接下来要求解融合系数

4 通过 空间-时间注意力机制来 求解融合系数

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首先是空间

空间注意力模块,解释了空间不同位置的权重,

余弦矩衡量特征之间相似度,然后通过SoftMax操作,得到空间attention的输出。

直观上来说如果我们认为映射特征和当前特征比较相似,就分配一个比较大的空间权重,否则分配一个比较小的权重。

存在问题:t-1帧自己跟自己余弦矩为1 ,最相似,权重最大。但是如果t-1自己这一帧质量不好,就会出现问题。

解决方法:添加一个时间注意力机制

 

再是时间注意力机制

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上述空间,后面串联时间,时间帧上的特征进行重标定

采用了SEnet的网络

GLOBEL pooling   , 几个FC ,得到T维向量,再与原来的输出相乘得到一个重标定的权重

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下图发现,无遮挡权重高

部分遮挡权重小,验证时间注意力机制生效!

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消融分析

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no flow  无光流,baseline 

fix flow 固定光流,不参与端到端训练

decay 时间空间注意力机制,衰减机制对特征融合

no_ta 只有空间注意力机制

FlowTr 完整

 

1  fix flow 表现不好还不如没有,原因的光流质量不够好,可能造成信号的波动

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2 decay, no_ta,  FlowTr  均有提升

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3 融合帧数比较,发现6帧效果是最好的

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将历史5帧映射到当前帧得到映射特征,当前帧自己特征,一共6帧

 

光流

上面是没有经过训练的光流,下面假如端到端训练

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实验

     右边是20像素precision

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端到端 光流相关滤波跟踪框架

首个  光流+跟踪训练 放在一起

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