Generic Object Tracking (GOT) is the problem of tracking target objects, specified by bounding boxes in the first frame of a video. While the task has received much attention in the last decades, researchers have almost exclusively focused on the single object setting. Multi-object GOT benefits from a wider applicability, rendering it more attractive in real-world applications. We attribute the lack of research interest into this problem to the absence of suitable benchmarks. In this work, we introduce a new large-scale GOT benchmark, LaGOT, containing multiple annotated target objects per sequence. Our benchmark allows researchers to tackle key remaining challenges in GOT, aiming to increase robustness and reduce computation through joint tracking of multiple objects simultaneously. Furthermore, we propose a Transformer-based GOT tracker TaMOS capable of joint processing of multiple objects through shared computation. TaMOs achieves a 4x faster run-time in case of 10 concurrent objects compared to tracking each object independently and outperforms existing single object trackers on our new benchmark. Finally, TaMOs achieves highly competitive results on single-object GOT datasets, setting a new state-of-the-art on TrackingNet with a success rate AUC of 84.4%. Our benchmark, code, and trained models will be made publicly available.
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估计目标范围在视觉对象跟踪中构成了基本挑战。通常,跟踪器以箱子为中心,并且完全依靠边界框来定义场景中的目标。实际上,对象通常具有复杂的形状,并且与图像轴不符。在这些情况下,边界框不能提供对目标的准确描述,并且通常包含大多数背景像素。我们提出了一个以细分为中心的跟踪管道,该管道不仅会产生高度准确的分割掩码,而且还可以使用分割掩码而不是边界框来使用内部。因此,我们的跟踪器能够更好地学习目标表示形式,该目标表示明确将场景中的目标与背景内容区分开来。为了实现具有挑战性的跟踪方案的必要鲁棒性,我们提出了一个单独的实例本地化组件,该组件用于在产生输出掩码时用于调节分割解码器。我们从分段掩码中推断出一个边界框,验证我们的跟踪器在挑战跟踪数据集方面,并在LASOT上实现新的最新状态,并以69.7%的速度获得了AUC得分。由于大多数跟踪数据集不包含掩码注释,因此我们无法使用它们来评估预测的分割掩码。相反,我们在两个流行的视频对象细分数据集上验证了分割质量。
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对人类对象相互作用的理解在第一人称愿景(FPV)中至关重要。遵循相机佩戴者操纵的对象的视觉跟踪算法可以提供有效的信息,以有效地建模此类相互作用。在过去的几年中,计算机视觉社区已大大提高了各种目标对象和场景的跟踪算法的性能。尽管以前有几次尝试在FPV域中利用跟踪器,但仍缺少对最先进跟踪器的性能的有条理分析。这项研究差距提出了一个问题,即应使用当前的解决方案``现成''还是应进行更多特定领域的研究。本文旨在为此类问题提供答案。我们介绍了FPV中单个对象跟踪的首次系统研究。我们的研究广泛分析了42个算法的性能,包括通用对象跟踪器和基线FPV特定跟踪器。分析是通过关注FPV设置的不同方面,引入新的绩效指标以及与FPV特定任务有关的。这项研究是通过引入Trek-150(由150个密集注释的视频序列组成的新型基准数据集)来实现的。我们的结果表明,FPV中的对象跟踪对当前的视觉跟踪器构成了新的挑战。我们强调了导致这种行为的因素,并指出了可能的研究方向。尽管遇到了困难,但我们证明了跟踪器为需要短期对象跟踪的FPV下游任务带来好处。我们预计,随着新的和FPV特定的方法学会得到研究,通用对象跟踪将在FPV中受欢迎。
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最近在视觉跟踪中成功的关键因素之一是专用基准的可用性。尽管对跟踪研究有很大的受益,但现有的基准并没有与以前相同的难度,而最近的跟踪器的性能则主要是由于(i)引入了更复杂的基于变形金刚的方法,并且(ii)缺乏各种情况,因此缺乏各种情况。不良的可见性,例如恶劣的天气条件,伪装和成像效应。我们介绍了Avist,这是一个专门的基准,用于在具有不良可见性的不同情况下进行视觉跟踪。 Avist包括120个具有80k注释框架的具有挑战性的序列,涵盖了18种不同的方案,这些场景大致分为五个具有42个对象类别的属性。远景的主要贡献是涵盖恶劣天气条件的多样化和挑战性的情况,例如浓雾,大雨和沙尘暴;阻塞效应,包括火,阳光和溅水;不利成像效应,例如,低光;目标效应,包括小目标和干扰物对象以及伪装。我们进一步基准了17个关于Avist的流行和最新跟踪器,对它们跨属性的跟踪性能进行了详细分析,这表明了性能改善的巨大空间。我们认为,远景可以通过补充现有的基准,开发新的创意跟踪解决方案,以继续推动最先进的界限,从而极大地使跟踪社区受益。我们的数据集以及完整的跟踪性能评估可在以下网址提供:https://github.com/visionml/pytracking
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基于模板的鉴别性跟踪器是目前主导的跟踪范例由于其稳健性,但不限于边界框跟踪和有限的转换模型,这降低了它们的本地化准确性。我们提出了一个判别的单次分割跟踪器 - D3S2,其缩小了视觉对象跟踪和视频对象分段之间的差距。单次网络应用两个具有互补的几何属性的目标模型,一个不变的变换,包括非刚性变形,另一个假设刚性对象同时实现强大的在线目标分段。通过解耦对象和特征比例估计,进一步提高了整体跟踪可靠性。没有每数据集FineTuning,并且仅用于分段作为主要输出,D3S2胜过最近的短期跟踪基准Vot2020上的所有已发布的跟踪器,并非常接近GOT-10K上的最先进的跟踪器, TrackingNet,OTB100和Lasot。 D3S2优于视频对象分段基准上的前导分割跟踪器SIAMMASK,并与顶部视频对象分段算法进行操作。
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我们提出了一种称为独角兽的统一方法,可以使用相同的模型参数同时使用单个网络解决四个跟踪问题(SOT,MOT,VOS,MOTS)。由于对象跟踪问题本身的定义零散,因此开发了大多数现有的跟踪器来解决任务的单个或一部分,并过分地对特定任务的特征进行了专业化。相比之下,Unicorn提供了一个统一的解决方案,在所有跟踪任务中采用相同的输入,骨干,嵌入和头部。我们第一次完成了跟踪网络体系结构和学习范式的巨大统一。Unicorn在8个跟踪数据集中的特定于任务特定的对应物(包括Lasot,TrackingNet,Mot17,BDD100K,Davis16-17,MOTS20和BDD100K MOT)在PAR上或更好的对应物。我们认为,独角兽将是朝着一般视觉模型迈出的坚实一步。代码可从https://github.com/masterbin-iiau/unicorn获得。
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The current strive towards end-to-end trainable computer vision systems imposes major challenges for the task of visual tracking. In contrast to most other vision problems, tracking requires the learning of a robust target-specific appearance model online, during the inference stage. To be end-to-end trainable, the online learning of the target model thus needs to be embedded in the tracking architecture itself. Due to the imposed challenges, the popular Siamese paradigm simply predicts a target feature template, while ignoring the background appearance information during inference. Consequently, the predicted model possesses limited target-background discriminability.We develop an end-to-end tracking architecture, capable of fully exploiting both target and background appearance information for target model prediction. Our architecture is derived from a discriminative learning loss by designing a dedicated optimization process that is capable of predicting a powerful model in only a few iterations. Furthermore, our approach is able to learn key aspects of the discriminative loss itself. The proposed tracker sets a new state-of-the-art on 6 tracking benchmarks, achieving an EAO score of 0.440 on VOT2018, while running at over 40 FPS. The code and models are available at https: //github.com/visionml/pytracking.
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准确且强大的视觉对象跟踪是最具挑战性和最基本的计算机视觉问题之一。它需要在图像序列中估计目标的轨迹,仅给出其初始位置和分段,或者在边界框的形式中粗略近似。判别相关滤波器(DCF)和深度暹罗网络(SNS)被出现为主导跟踪范式,这导致了重大进展。在过去十年的视觉对象跟踪快速演变之后,该调查介绍了90多个DCFS和暹罗跟踪器的系统和彻底审查,基于九个跟踪基准。首先,我们介绍了DCF和暹罗跟踪核心配方的背景理论。然后,我们在这些跟踪范式中区分和全面地审查共享以及具体的开放研究挑战。此外,我们彻底分析了DCF和暹罗跟踪器对九个基准的性能,涵盖了视觉跟踪的不同实验方面:数据集,评估度量,性能和速度比较。通过提出根据我们的分析提出尊重开放挑战的建议和建议来完成调查。
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作为计算机视觉的重要领域,对象跟踪形成了两个独立的社区,分别研究单个对象跟踪(SOT)和多个对象跟踪(MOT)。但是,由于两个任务的不同训练数据集和跟踪对象,因此在一个跟踪方案中的当前方法不容易适应另一种方法。尽管unitrack \ cite {wang2021Diverent}表明,具有多个头部的共享外观模型可用于处理单个跟踪任务,但它无法利用大规模跟踪数据集进行训练,并且在单个对象跟踪上执行良好的训练。在这项工作中,我们提出了统一的变压器跟踪器(UTT),以通过一个范式在不同方案中解决跟踪问题。在我们的UTT中开发了轨道变压器,以跟踪SOT和MOT中的目标。利用目标和跟踪框架功能之间的相关性以定位目标。我们证明SOT和MOT任务都可以在此框架内解决。该模型可以同时通过在单个任务数据集中优化SOT和MOT目标,同时端到端训练。广泛的实验是在几个基准测试基准上进行的,该基准具有在SOT和MOT数据集上训练的统一模型。代码将在https://github.com/flowerfan/trackron上找到。
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在本文中,我们介绍了Siammask,这是一个实时使用相同简单方法实时执行视觉对象跟踪和视频对象分割的框架。我们通过通过二进制细分任务来增强其损失,从而改善了流行的全面暹罗方法的离线培训程序。离线训练完成后,SiamMask只需要一个单个边界框来初始化,并且可以同时在高框架速率下进行视觉对象跟踪和分割。此外,我们表明可以通过简单地以级联的方式重新使用多任务模型来扩展框架以处理多个对象跟踪和细分。实验结果表明,我们的方法具有较高的处理效率,每秒约55帧。它可以在视觉对象跟踪基准测试中产生实时最新结果,同时以高速进行视频对象分割基准测试以高速显示竞争性能。
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我们呈现恐惧,新颖,快速,高效,准确,强大的暹罗视觉跟踪器。我们介绍了对象模型适配的架构块,称为双模板表示,以及像素 - 明智的融合块,以实现模型的额外灵活性和效率。双模板模块仅包含单个学习参数的时间信息,而像素-Wise融合块与标准相关模块相比,像素-Wise融合块对具有较少参数的判别特征进行了更多的辨别特征。通过用新型模块插入复杂的骨干,恐惧-M和恐惧-L跟踪器在既准确性和效率的几个学术基准上超过大多数暹粒例子。使用轻质骨干,优化的版本恐惧-XS提供了超过10倍的跟踪跟踪,而不是当前暹罗跟踪器,同时保持最先进的结果。 GEAF-XS跟踪器比LightTrack [62]更小2.4倍,比LightTrack [62]更高。此外,我们通过在能量消耗和执行速度上引入基准来扩展模型效率的定义。源代码,预先训练的模型和评估协议将根据要求提供
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While recent years have witnessed astonishing improvements in visual tracking robustness, the advancements in tracking accuracy have been limited. As the focus has been directed towards the development of powerful classifiers, the problem of accurate target state estimation has been largely overlooked. In fact, most trackers resort to a simple multi-scale search in order to estimate the target bounding box. We argue that this approach is fundamentally limited since target estimation is a complex task, requiring highlevel knowledge about the object.We address this problem by proposing a novel tracking architecture, consisting of dedicated target estimation and classification components. High level knowledge is incorporated into the target estimation through extensive offline learning. Our target estimation component is trained to predict the overlap between the target object and an estimated bounding box. By carefully integrating target-specific information, our approach achieves previously unseen bounding box accuracy. We further introduce a classification component that is trained online to guarantee high discriminative power in the presence of distractors. Our final tracking framework sets a new state-of-the-art on five challenging benchmarks. On the new large-scale Track-ingNet dataset, our tracker ATOM achieves a relative gain of 15% over the previous best approach, while running at over 30 FPS. Code and models are available at https: //github.com/visionml/pytracking.
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The 1$^{\text{st}}$ Workshop on Maritime Computer Vision (MaCVi) 2023 focused on maritime computer vision for Unmanned Aerial Vehicles (UAV) and Unmanned Surface Vehicle (USV), and organized several subchallenges in this domain: (i) UAV-based Maritime Object Detection, (ii) UAV-based Maritime Object Tracking, (iii) USV-based Maritime Obstacle Segmentation and (iv) USV-based Maritime Obstacle Detection. The subchallenges were based on the SeaDronesSee and MODS benchmarks. This report summarizes the main findings of the individual subchallenges and introduces a new benchmark, called SeaDronesSee Object Detection v2, which extends the previous benchmark by including more classes and footage. We provide statistical and qualitative analyses, and assess trends in the best-performing methodologies of over 130 submissions. The methods are summarized in the appendix. The datasets, evaluation code and the leaderboard are publicly available at https://seadronessee.cs.uni-tuebingen.de/macvi.
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随着越来越多的大规模数据集可用于培训,近年来,视觉跟踪取得了长足的进步。但是,该领域的当前研究主要集中在跟踪通用对象上。在本文中,我们介绍了tsfmo,这是\ textbf {t} racking \ textbf {s} mall和\ textbf {f} ast \ textbf {m} oving \ textbf {o textbf {o} bignts的基准。该基准旨在鼓励研究为这项具有挑战性的任务开发新颖和准确的方法。 TSFMO由250个序列组成,总共约有50k帧。这些序列中的每个帧都用边界框仔细和手动注释。据我们所知,TSFMO是第一个致力于跟踪小型和快速移动物体的基准,尤其是与运动相关的对象。为了了解现有方法的性能并为TSFMO的未来研究提供比较,我们广泛评估了基准上的20个最先进的跟踪器。评估结果表明,需要更多的精力来改善跟踪小型和快速移动的物体。此外,为了鼓励未来的研究,我们提出了一种新颖的跟踪器S-keptrack,它超过了所有20种评估的方法。通过释放TSFMO,我们希望促进未来的研究和应用小型和快速移动对象的应用。 \ url {https://github.com/codeofgithub/s-keeptrack}可用TSFMO和评估结果以及S-KeepTrack。
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变压器跟踪器最近取得了令人印象深刻的进步,注意力机制起着重要作用。但是,注意机制的独立相关计算可能导致嘈杂和模棱两可的注意力重量,从而抑制了进一步的性能改善。为了解决这个问题,我们提出了注意力(AIA)模块,该模块通过在所有相关向量之间寻求共识来增强适当的相关性并抑制错误的相关性。我们的AIA模块可以很容易地应用于自我注意解区和交叉注意区块,以促进特征聚集和信息传播以进行视觉跟踪。此外,我们通过引入有效的功能重复使用和目标背景嵌入来充分利用时间参考,提出了一个流线型的变压器跟踪框架,称为AIATRACK。实验表明,我们的跟踪器以实时速度运行时在六个跟踪基准测试中实现最先进的性能。
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我们介绍了几次视频对象检测(FSVOD),在我们的高度多样化和充满活力的世界中为视觉学习提供了三个贡献:1)大规模视频数据集FSVOD-500,其中包括每个类别中的500个类别,其中少数 - 学习;2)一种新型管建议网络(TPN),用于为目标视频对象聚合特征表示来生成高质量的视频管建议,这是一种可以高度动态的目标。3)一种策略性地改进的时间匹配网络(TMN +),用于匹配具有更好辨别能力的代表查询管特征,从而实现更高的多样性。我们的TPN和TMN +共同和端到端训练。广泛的实验表明,与基于图像的方法和其他基于视频的扩展相比,我们的方法在两个镜头视频对象检测数据集中产生显着更好的检测结果。代码和数据集将在https://github.com/fanq15/fewx释放。
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基于无人机(UAV)基于无人机的视觉对象跟踪已实现了广泛的应用,并且由于其多功能性和有效性而引起了智能运输系统领域的越来越多的关注。作为深度学习革命性趋势的新兴力量,暹罗网络在基于无人机的对象跟踪中闪耀,其准确性,稳健性和速度有希望的平衡。由于开发了嵌入式处理器和深度神经网络的逐步优化,暹罗跟踪器获得了广泛的研究并实现了与无人机的初步组合。但是,由于无人机在板载计算资源和复杂的现实情况下,暹罗网络的空中跟踪仍然在许多方面都面临严重的障碍。为了进一步探索基于无人机的跟踪中暹罗网络的部署,这项工作对前沿暹罗跟踪器进行了全面的审查,以及使用典型的无人机板载处理器进行评估的详尽无人用分析。然后,进行板载测试以验证代表性暹罗跟踪器在现实世界无人机部署中的可行性和功效。此外,为了更好地促进跟踪社区的发展,这项工作分析了现有的暹罗跟踪器的局限性,并进行了以低弹片评估表示的其他实验。最后,深入讨论了基于无人机的智能运输系统的暹罗跟踪的前景。领先的暹罗跟踪器的统一框架,即代码库及其实验评估的结果,请访问https://github.com/vision4robotics/siamesetracking4uav。
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对象运动和对象外观是多个对象跟踪(MOT)应用中的常用信息,用于将帧跨越帧的检测相关联,或用于联合检测和跟踪方法的直接跟踪预测。然而,不仅是这两种类型的信息通常是单独考虑的,而且它们也没有帮助直接从当前感兴趣帧中使用视觉信息的用法。在本文中,我们提出了PatchTrack,一种基于变压器的联合检测和跟踪系统,其使用当前感兴趣的帧帧的曲线预测曲目。我们使用卡尔曼滤波器从前一帧预测当前帧中的现有轨道的位置。从预测边界框裁剪的补丁被发送到变压器解码器以推断新曲目。通过利用在补丁中编码的对象运动和对象外观信息,所提出的方法将更多地关注新曲目更有可能发生的位置。我们展示了近期MOT基准的Patchtrack的有效性,包括MOT16(MOTA 73.71%,IDF1 65.77%)和MOT17(MOTA 73.59%,IDF1 65.23%)。结果在https://motchallenge.net/method/mot=4725&chl=10上发布。
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在统一框架中为检测和跟踪建模的时间信息已被证明是视频实例分割(VIS)的有希望的解决方案。但是,如何有效地将时间信息纳入在线模型仍然是一个空旷的问题。在这项工作中,我们提出了一个名为Inspeacity(IAI)的新的在线Vis范式,该范式以有效的方式对检测和跟踪进行建模。详细说明,IAI采用了一个新颖的识别模块来明确预测跟踪实例的标识号。为了传递时间信息跨框架,IAI使用了结合当前特征和过去嵌入的关联模块。值得注意的是,IAI可以与不同的图像模型集成。我们对三个VIS基准进行了广泛的实验。 IAI在YouTube-VIS-2019(Resnet-101 41.9地图)和YouTube-VIS-2021(Resnet-50 37.7地图)上胜过所有在线竞争对手。令人惊讶的是,在更具挑战性的OVI上,IAI实现了SOTA性能(20.3地图)。代码可从https://github.com/zfonemore/iai获得
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Maintaining the identity of multiple objects in real-time video is a challenging task, as it is not always feasible to run a detector on every frame. Thus, motion estimation systems are often employed, which either do not scale well with the number of targets or produce features with limited semantic information. To solve the aforementioned problems and allow the tracking of dozens of arbitrary objects in real-time, we propose SiamMOTION. SiamMOTION includes a novel proposal engine that produces quality features through an attention mechanism and a region-of-interest extractor fed by an inertia module and powered by a feature pyramid network. Finally, the extracted tensors enter a comparison head that efficiently matches pairs of exemplars and search areas, generating quality predictions via a pairwise depthwise region proposal network and a multi-object penalization module. SiamMOTION has been validated on five public benchmarks, achieving leading performance against current state-of-the-art trackers. Code available at: https://github.com/lorenzovaquero/SiamMOTION
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