Lost and Found: Overcoming Detector Failures in Online Multi-Object Tracking

Сегодня разбираем статью с ECCV’24, в которой предложили метод улучшения онлайн-трекинга BUSCA. Это надстройка над любыми современными трекерами в парадигме Tracking-by-Detection (TbD), помогающая не терять треки при пропуске объектов детектором.

В подходах TbD объекты сначала детектируют, затем соотносят с существующими треками. Проблема в том, что даже лучшие детекторы периодически теряют объекты, особенно при их низкой видимости. Из-за этого треки прерываются. BUSCA решает эту проблему, продолжая треки даже без детекций.

Архитектура BUSCA

В основе метода — Decision Transformer, работающий полностью в онлайн-режиме (без изменения прошлых результатов или доступа к будущим кадрам).

После стандартного сопоставления детекций с треками, несматченные треки обрабатываются BUSCA, которая анализирует:

— Candidate proposal B: прогнозируемую позицию объекта с помощью фильтра Калмана;

— Contextual proposals C: Q=4 ближайших объекта из успешно отслеживаемых треков на текущем кадре (для учёта окружения);

— Learned tokens L: специальные токены [Halluc.] для обнаружения искажённых треков и [Miss.], когда объект покинул сцену или все предложения неподходящие.

Обработка токенов различается:

- Трековые наблюдения (несколько последних наблюдений из несматченного трека), Candidate и Contextual proposals проходят через ResNet-50 для извлечения 512-мерных визуальных признаков;
- Learned tokens и разделительный токен [SEP] инициализируются случайно и обучаются совместно с остальной архитектурой.

Все токены получают специальное пространственно-временное кодирование (STE), отражающее относительные время, размеры и расстояние до последнего наблюдения трека.

Затем Decision Transformer обрабатывает все токены вместе. Полученные представления предложений проходят через MLP-слой для генерации их вероятностей. Если выбирается candidate B — трек продолжается с обновлёнными координатами, в остальных случаях — ставится на паузу.

Эксперименты

BUSCA особенно эффективна для объектов с низкой видимостью и увеличивает среднюю длину треков. Метод обучался только на синтетических данных (MOTSynth) и работает со скоростью около 45 мс на кадр на NVIDIA RTX GPU.

BUSCA протестирована на пяти трекерах (ByteTrack, StrongSORT, GHOST, TransCenter, CenterTrack) и улучшила все ключевые метрики на MOT16, MOT17 и MOT20.

Разбор подготовила ❣ Мария Поклонская
CV Time