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基于双支路的人群视频异常检测算法研究

蔡轶珩 刘天浩 刘嘉琦 郭雅君 胡绍斌

蔡轶珩, 刘天浩, 刘嘉琦, 郭雅君, 胡绍斌. 基于双支路的人群视频异常检测算法研究[J]. 电子与信息学报, 2022, 44(7): 2496-2503. doi: 10.11999/JEIT210341
引用本文: 蔡轶珩, 刘天浩, 刘嘉琦, 郭雅君, 胡绍斌. 基于双支路的人群视频异常检测算法研究[J]. 电子与信息学报, 2022, 44(7): 2496-2503. doi: 10.11999/JEIT210341
CAI Yiheng, LIU Tianhao, LIU Jiaqi, GUO Yajun, HU Shaobin. Research on Crowd Video Anomaly Detection Algorithm Based on Dual-branch[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2022, 44(7): 2496-2503. doi: 10.11999/JEIT210341
Citation: CAI Yiheng, LIU Tianhao, LIU Jiaqi, GUO Yajun, HU Shaobin. Research on Crowd Video Anomaly Detection Algorithm Based on Dual-branch[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2022, 44(7): 2496-2503. doi: 10.11999/JEIT210341

基于双支路的人群视频异常检测算法研究

doi: 10.11999/JEIT210341
基金项目: 国家重点研发计划(2017YFC1703302)
详细信息
    作者简介:

    蔡轶珩:女,1974年生,博士,副教授,研究方向为图像与视频信号处理技术

    刘天浩:男,1997年生,硕士生,研究方向为图像处理

    刘嘉琦:男,1996年生,硕士生,研究方向为图像处理

    郭雅君:女,1996年生,硕士生,研究方向为图像处理

    胡绍斌:男,1995年生,硕士生,研究方向为图像处理

    通讯作者:

    蔡轶珩 caiyiheng@bjut.edu.cn

  • 中图分类号: TN911.73; TP391

Research on Crowd Video Anomaly Detection Algorithm Based on Dual-branch

Funds: The National Key Research and Development Program of China(2017YFC1703302)
  • 摘要: 该文对人群异常检测任务进行了研究,针对人群场景视频背景较冗余,易受光线与噪声影响以及实际部署等问题,提出了人群异常多尺度特征记忆网络(CaMsm-net)。为了从多角度判别异常的发生,并将各类信息更好地融合,该网络采用了一种双支路共享单元结构,将原始帧与经背景建模后的帧同时输入网络结构中,分别对两条支路进行预测,采用预测误差进行异常的判定,并且从实际应用角度出发,框架结合了深度可分离卷积、数据扩增等方法,保障了检测的准确性与部署的可行性。在公开的美国明尼苏达大学(UMN)人群数据集与实际监控下的火车站出站口数据集中的实验表明,曲线下面积(AUC)指标分别达到了99.2%与84.1%,平均检测准确率分别为95.9%与81.7%,证明了所提算法能够较好地检测到各类人群异常现象的发生,并具有更广的适用性。
  • 图  1  算法整体流程图

    图  2  高斯混合建模举例

    图  3  双支路共享单元示意图

    图  4  网络详细结构图

    图  5  采用的两种数据扩增方式

    图  6  数据集展示

    图  7  UMN数据集原始帧与预测差值图

    图  8  火车站数据集异常分数展示

    图  9  各数据集ROC曲线图

    表  1  各方法AUC指标比较(%)

    方法名UMN火车站数据集
    SFM[8]96.0
    LSA12]98.0
    Chaotic Invariants[13]99.0
    GF[9]98.9
    本文算法99.284.1
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    表  2  UMN数据集异常事件检测准确度(%)

    方法名草坪的无规则四散室内同向加速奔跑广场无规则四散总体值
    SRC[16]90.5278.4892.7084.70
    SFM[12]84.4182.3590.8385.09
    EM[16]90.7991.8488.5390.39
    D-CM[3]92.4591.3791.8691.89
    C3D-GRNN80.7085.6077.5081.30
    本文算法97.1095.2097.6095.90
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    表  3  火车站出站口异常事件检测准确度(%)

    异常种类ACC
    人群大量聚集79.8
    异常走向89.3
    总体值81.7
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    表  4  双支路共享单元模块消融实验结果(%)

    UMN火车站数据集
    只使用原始帧98.982.7
    使用原始帧与消除背景帧99.284.1
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    表  5  深度可分离卷积消融实验结果

    AUC(%)参数量(MB)fps
    使用普通卷积84.617323
    使用深度可分离卷积84.111727
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    表  6  数据扩增消融实验结果(%)

    AUC
    使用原始数据83.2
    使用数据扩增后的数据84.1
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-04-23
  • 修回日期:  2021-09-15
  • 网络出版日期:  2021-09-29
  • 刊出日期:  2022-07-25

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