Методика оцінювання стійкості алгоритмів багатооб’єктного трекінгу до деградації вхідного відеопотоку

Анотація

У статті запропоновано розширену методику оцінювання стійкості алгоритмів багатооб’єктного трекінгу до деградації вхідного відеопотоку в системах інтелектуального відеоспостереження. Актуальність дослідження зумовлена тим, що в реальних умовах відеодані зазнають просторових, фотометричних, часових та оклюзійних спотворень, зокрема розмиття, шуму, артефактів компресії, зниження роздільної здатності, втрати кадрів, зменшення частоти та оклюзій. Методика базується на модульному експериментальному конвеєрі, який охоплює підготовку відеоданих, моделювання контрольованих деградацій, детектування об’єктів, запуск алгоритмів трекінгу, адаптацію еталонної розмітки та розрахунок метрик якості. Для коректного порівняння використано принцип ізоляції факторів. Ефективність оцінюється за точністю багатооб’єктного трекінгу, точністю трекінгу вищого порядку, мірою ідентифікації, кількістю перемикань ідентичності, хибних спрацювань, пропущених об’єктів, фрагментацій траєкторій та швидкістю оброблення кадрів. Для аналізу робастності введено показники оцінки стійкості та граничної точки руйнування, що дають змогу визначити абсолютну якість трекінгу й темп її падіння зі зростанням інтенсивності деградації. Методика придатна для порівняльного аналізу алгоритмів простого онлайн-трекінгу в реальному часі, його поглибленої та спостережно-центричної модифікацій, ByteTrack і CenterTrack, а також для вибору рішень для систем відеоспостереження за обмеженої якості відеопотоку. Практична цінність методики полягає у її використанні під час проєктування, налаштування та валідації систем відеоаналітики, що працюють за несталої якості вхідного відеопотоку. Запропонований підхід може бути основою розробки адаптивних систем трекінгу, які автоматично змінюють параметри детектора або трекера відповідно до рівня деградації відеопотоку. Методика орієнтована на відтворюваність експериментів, тому передбачає фіксацію параметрів програмного середовища, версій бібліотек, конфігурації детектора, порогів асоціації та випадкового зерна для стохастичних перетворень. Підкреслено необхідність окремого аналізу складових помилки. Структура протоколу дає змогу відокремити ці механізми та сформувати практичні висновки щодо вибору алгоритмів для умов експлуатації. Зокрема, для систем із низькою пропускною здатністю важливішою є стійкість до компресії, для систем із нестабільною мережею – стійкість до втрати кадрів, а для щільних сцен – здатність зберігати ідентичність об’єкта під час оклюзій.