这项工作介绍了使用常规摄像头和事件摄像机的多动画视觉数据获取的共同捕获系统。事件摄像机比基于框架的相机具有多个优势,例如高时间分辨率和时间冗余抑制,这使我们能够有效捕获鱼类的快速和不稳定的运动。此外,我们提出了一种基于事件的多动物跟踪算法,该算法证明了该方法的可行性,并为进一步探索事件摄像机和传统摄像机的多动物跟踪的优势提供了基础。
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近年来,事件摄像机(DVS - 动态视觉传感器)已在视觉系统中用作传统摄像机的替代或补充。它们的特征是高动态范围,高时间分辨率,低潜伏期和在有限的照明条件下可靠的性能 - 在高级驾驶员辅助系统(ADAS)和自动驾驶汽车的背景下,参数尤为重要。在这项工作中,我们测试这些相当新颖的传感器是否可以应用于流行的交通标志检测任务。为此,我们分析事件数据的不同表示:事件框架,事件频率和指数衰减的时间表面,并使用称为FireNet的深神经网络应用视频框架重建。我们将深度卷积神经网络Yolov4用作检测器。对于特定表示,我们获得了86.9-88.9%map@0.5的检测准确性。使用融合所考虑的表示形式的使用使我们能够获得更高准确性的检测器89.9%map@0.5。相比之下,用Firenet重建的框架的检测器的特征是52.67%map@0.5。获得的结果说明了汽车应用中事件摄像机的潜力,无论是独立传感器还是与典型的基于框架的摄像机密切合作。
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Visual object tracking under challenging conditions of motion and light can be hindered by the capabilities of conventional cameras, prone to producing images with motion blur. Event cameras are novel sensors suited to robustly perform vision tasks under these conditions. However, due to the nature of their output, applying them to object detection and tracking is non-trivial. In this work, we propose a framework to take advantage of both event cameras and off-the-shelf deep learning for object tracking. We show that reconstructing event data into intensity frames improves the tracking performance in conditions under which conventional cameras fail to provide acceptable results.
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Event-based vision has been rapidly growing in recent years justified by the unique characteristics it presents such as its high temporal resolutions (~1us), high dynamic range (>120dB), and output latency of only a few microseconds. This work further explores a hybrid, multi-modal, approach for object detection and tracking that leverages state-of-the-art frame-based detectors complemented by hand-crafted event-based methods to improve the overall tracking performance with minimal computational overhead. The methods presented include event-based bounding box (BB) refinement that improves the precision of the resulting BBs, as well as a continuous event-based object detection method, to recover missed detections and generate inter-frame detections that enable a high-temporal-resolution tracking output. The advantages of these methods are quantitatively verified by an ablation study using the higher order tracking accuracy (HOTA) metric. Results show significant performance gains resembled by an improvement in the HOTA from 56.6%, using only frames, to 64.1% and 64.9%, for the event and edge-based mask configurations combined with the two methods proposed, at the baseline framerate of 24Hz. Likewise, incorporating these methods with the same configurations has improved HOTA from 52.5% to 63.1%, and from 51.3% to 60.2% at the high-temporal-resolution tracking rate of 384Hz. Finally, a validation experiment is conducted to analyze the real-world single-object tracking performance using high-speed LiDAR. Empirical evidence shows that our approaches provide significant advantages compared to using frame-based object detectors at the baseline framerate of 24Hz and higher tracking rates of up to 500Hz.
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This paper proposes the use of an event camera as a component of a vision system that enables counting of fast-moving objects - in this case, falling corn grains. These type of cameras transmit information about the change in brightness of individual pixels and are characterised by low latency, no motion blur, correct operation in different lighting conditions, as well as very low power consumption. The proposed counting algorithm processes events in real time. The operation of the solution was demonstrated on a stand consisting of a chute with a vibrating feeder, which allowed the number of grains falling to be adjusted. The objective of the control system with a PID controller was to maintain a constant average number of falling objects. The proposed solution was subjected to a series of tests to determine the correctness of the developed method operation. On their basis, the validity of using an event camera to count small, fast-moving objects and the associated wide range of potential industrial applications can be confirmed.
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可靠地定量自然和人为气体释放(例如,从海底进入海洋的自然和人为气体释放(例如,Co $ _2 $,甲烷),最终是大气,是一个具有挑战性的任务。虽然船舶的回声探测器允许在水中检测水中的自由气,但是即使从较大的距离中,精确量化需要诸如未获得的升高速度和气泡尺寸分布的参数。光学方法的意义上是互补的,即它们可以提供从近距离的单个气泡或气泡流的高时和空间分辨率。在这一贡献中,我们介绍了一种完整的仪器和评估方法,用于光学气泡流特征。专用仪器采用高速深海立体声摄像机系统,可在部署在渗透网站以进行以后的自动分析时录制泡泡图像的Tbleabytes。对于几分钟的短序列可以获得泡特性,然后将仪器迁移到其他位置,或者以自主间隔模式迁移到几天内,以捕获由于电流和压力变化和潮汐循环引起的变化。除了报告泡沫特征的步骤旁边,我们仔细评估了可达准确性并提出了一种新颖的校准程序,因为由于缺乏点对应,仅使用气泡的剪影。该系统已成功运营,在太平洋高达1000万水深,以评估甲烷通量。除了样品结果外,我们还会报告在开发期间汲取的故障案例和经验教训。
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有源深度传感器,如结构化光,激光雷达和飞行时间系统以固定扫描速率均匀地样本整个场景的深度。这导致了有限的时空分辨率,其中冗余静态信息是过度采样的,并且可能会被采样珍贵运动信息。在本文中,我们提出了一种有效的生物启发事件 - 摄像机驱动深度估计算法。在我们的方法中,我们密集地动态地照亮感兴趣的领域,这取决于事件摄像机检测到的场景活动,并在没有动作的视野中稀疏地照亮区域。深度估计是通过基于事件的结构化光系统来实现,该光点投影仪组成,该激光点投影仪与调谐的第二事件的传感器耦合,以检测来自场景的激光器的反射。我们在模拟自主驾驶场景和真实室内序列中展示了我们方法的可行性,使用我们的原型。我们表明,在自动驾驶和室内环境的自然场景中,移动边缘平均对应于场景的不到10%。因此,我们的设置要求传感器仅扫描10%的场景,这可能会导致照明源的功耗较低的差价较低。虽然我们为基于事件的结构光系统提供了评估和验证,但这里提出的思想适用于Lidar,飞行时间和标准立体声等广泛的深度感测模式。视频可用于\ url {https://youtu.be/rvv9iqlyjcq}。
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事件摄像机最近在高动力或具有挑战性的照明情况下具有强大的常规摄像头的潜力,因此摄影机最近变得越来越受欢迎。通过同时定位和映射(SLAM)给出了可能受益于事件摄像机的重要问题。但是,为了确保在包含事件的多传感器大满贯上进展,需要新颖的基准序列。我们的贡献是使用包含基于事件的立体声摄像机,常规立体声摄像机,多个深度传感器和惯性测量单元的多传感器设置捕获的第一组基准数据集。该设置是完全硬件同步的,并且经过了准确的外部校准。所有序列都均均均均由高度准确的外部参考设备(例如运动捕获系统)捕获的地面真相数据。各个序列都包括小型和大型环境,并涵盖动态视觉传感器针对的特定挑战。
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现代目光跟踪系统中的相机具有基本的带宽和功率限制,实际上将数据采集速度限制为300 Hz。这会阻碍使用移动眼镜手术器的使用,例如低潜伏期预测性渲染,或者在野外使用头部安装的设备来快速而微妙的眼动运动,例如微扫视。在这里,我们提出了一个基于混合框架的近眼凝视跟踪系统,可提供超过10,000 Hz的更新速率,其准确性与在相同条件下评估时相匹配的高端台式机商业跟踪器。我们的系统建立在新兴事件摄像机的基础上,该摄像头同时获得定期采样框架和自适应采样事件。我们开发了一种在线2D学生拟合方法,该方法每一个或几个事件都会更新参数模型。此外,我们提出了一个多项式回归器,用于实时估算参数学生模型的凝视点。使用第一个基于事件的凝视数据集,可在https://github.com/aangelopoulos/event_based_gaze_tracking上获得,我们证明我们的系统可实现0.45度 - 1.75度的准确度,用于从45度到98度的视野。借助这项技术,我们希望能够为虚拟和增强现实提供新一代的超低延迟凝视呈现和展示技术。
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This paper presents a method for detection and recognition of traffic signs based on information extracted from an event camera. The solution used a FireNet deep convolutional neural network to reconstruct events into greyscale frames. Two YOLOv4 network models were trained, one based on greyscale images and the other on colour images. The best result was achieved for the model trained on the basis of greyscale images, achieving an efficiency of 87.03%.
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事件摄像机是由生物启发的传感器,比传统摄像机具有优势。它们不同步,用微秒的分辨率对场景进行采样,并产生亮度变化。这种非常规的输出引发了新型的计算机视觉方法,以释放相机的潜力。我们解决了SLAM的基于事件的立体3D重建问题。大多数基于事件的立体声方法都试图利用相机跨相机的高时间分辨率和事件同时性,以建立匹配和估计深度。相比之下,我们研究了如何通过融合有效的单眼方法来融合差异空间图像(DSIS)来估计深度。我们开发融合理论,并将其应用于设计产生最先进结果的多相机3D重建算法,正如我们通过与四种基线方法进行比较并在各种可用数据集上进行测试的确认。
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我们提出了一种基于事件的降雪算法,称为EBSNOR。我们开发了一种技术,可以使用基于事件的相机数据来测量像素上雪花的停留时间,该数据用于进行Neyman-Pearson假设测试,以将事件流分为雪花和背景事件。在一个名为udayton22ebsnow的新数据集上验证了拟议的EBSNOR的有效性,该数据集由前面事件的摄像机组成,该相机在汽车中驾驶雪中,并在周围车辆周围手动注释的边界盒。在定性上,Ebsnor正确地标识了与雪花相对应的事件;并且在定量上,EBSNOR预处理的事件数据改善了基于事件的CAR检测算法的性能。
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Recently developed methods for video analysis, especially models for pose estimation and behavior classification, are transforming behavioral quantification to be more precise, scalable, and reproducible in fields such as neuroscience and ethology. These tools overcome long-standing limitations of manual scoring of video frames and traditional "center of mass" tracking algorithms to enable video analysis at scale. The expansion of open-source tools for video acquisition and analysis has led to new experimental approaches to understand behavior. Here, we review currently available open-source tools for video analysis and discuss how to set up these methods for labs new to video recording. We also discuss best practices for developing and using video analysis methods, including community-wide standards and critical needs for the open sharing of datasets and code, more widespread comparisons of video analysis methods, and better documentation for these methods especially for new users. We encourage broader adoption and continued development of these tools, which have tremendous potential for accelerating scientific progress in understanding the brain and behavior.
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移动物体检测在计算机视觉中很重要。基于事件的相机是通过模仿人眼的工作来工作的生物启发相机。这些摄像机与传统的基于帧的相机具有多种优点,例如在高运动期间的降低的延迟,HDR,降低运动模糊等,尽管存在这些优点,但基于事件的相机是噪声敏感的并且具有低分辨率。此外,由于基于事件的传感器缺乏纹理和颜色,因此难以困难地难以移动对象检测的任务。在本文中,我们调查K-Means聚类技术在基于事件数据中检测移动对象的应用。
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与可见的摄像机不同的是逐帧记录强度图像的可见摄像机,生物学启发的事件摄像头会产生一系列的异步和稀疏事件,并且延迟较低。在实践中,可见的摄像机可以更好地感知纹理细节和慢动作,而事件摄像机可以没有运动模糊并具有更大的动态范围,从而使它们能够在快速运动和低照明下良好地工作。因此,两个传感器可以相互合作以实现更可靠的对象跟踪。在这项工作中,我们提出了一个大规模可见事件基准(称为Visevent),因为缺乏针对此任务的现实和缩放数据集。我们的数据集由在低照明,高速和背景混乱场景下捕获的820个视频对组成,并将其分为训练和测试子集,每个培训和测试子集分别包含500和320个视频。基于Visevent,我们通过将当前的单模式跟踪器扩展到双模式版本,将事件流转换为事件图像,并构建30多种基线方法。更重要的是,我们通过提出跨模式变压器来进一步构建一种简单但有效的跟踪算法,以在可见光和事件数据之间实现更有效的功能融合。对拟议的Visevent数据集(FE108)和两个模拟数据集(即OTB-DVS和fot-DVS)进行了广泛的实验,验证了我们模型的有效性。数据集和源代码已在我们的项目页面上发布:\ url {https://sites.google.com/view/viseventtrack/}。
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事件摄像机可产生大型动态范围事件流,并具有很高的时间分辨率,可丢弃冗余视觉信息,从而为对象检测任务带来新的可能性。但是,将事件摄像机应用于使用深度学习方法对象检测任务的现有方法仍然存在许多问题。首先,由于全局同步时间窗口和时间分辨率,现有方法无法考虑具有不同速度的对象。其次,大多数现有方法都依赖于大型参数神经网络,这意味着较大的计算负担和低推理速度,因此与事件流的高时间分辨率相反。在我们的工作中,我们设计了一种使用简单但有效的数据增强方法的高速轻质检测器,称为敏捷事件检测器(AED)。此外,我们提出了一个称为“时间主动焦点(TAF)”的事件流表示张量,该量子充分利用了事件流数据的异步生成,并且对移动对象的运动非常强大。它也可以在不耗时的情况下构造。我们进一步提出了一个称为分叉折叠模块(BFM)的模块,以在AED检测器的输入层的TAF张量中提取丰富的时间信息。我们对两个典型的实体事件摄像机对象检测数据集进行了实验:完整的预言GEN1汽车检测数据集和预言1 Megapixel Automotive检测数据集,带有部分注释。实验表明,我们的方法在准确性,速度和参数数量方面具有竞争力。同样,通过基于光流密度度量的对象将对象分类为多个运动级别,我们说明了相对于摄像机具有不同速度的对象的方法的鲁棒性。
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交通灯检测对于自动驾驶汽车在城市地区安全导航至关重要。公开可用的交通灯数据集不足以开发用于检测提供重要导航信息的遥远交通信号灯的算法。我们介绍了一个新颖的基准交通灯数据集,该数据集使用一对涵盖城市和半城市道路的狭窄角度和广角摄像机捕获。我们提供1032张训练图像和813个同步图像对进行测试。此外,我们提供同步视频对进行定性分析。该数据集包括第1920 $ \ times $ 1080的分辨率图像,覆盖10个不同类别。此外,我们提出了一种用于结合两个相机输出的后处理算法。结果表明,与使用单个相机框架的传统方法相比,我们的技术可以在速度和准确性之间取得平衡。
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The term ``neuromorphic'' refers to systems that are closely resembling the architecture and/or the dynamics of biological neural networks. Typical examples are novel computer chips designed to mimic the architecture of a biological brain, or sensors that get inspiration from, e.g., the visual or olfactory systems in insects and mammals to acquire information about the environment. This approach is not without ambition as it promises to enable engineered devices able to reproduce the level of performance observed in biological organisms -- the main immediate advantage being the efficient use of scarce resources, which translates into low power requirements. The emphasis on low power and energy efficiency of neuromorphic devices is a perfect match for space applications. Spacecraft -- especially miniaturized ones -- have strict energy constraints as they need to operate in an environment which is scarce with resources and extremely hostile. In this work we present an overview of early attempts made to study a neuromorphic approach in a space context at the European Space Agency's (ESA) Advanced Concepts Team (ACT).
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视觉同时定位和映射(VSLAM)在计算机视觉和机器人社区中取得了巨大进展,并已成功用于许多领域,例如自主机器人导航和AR/VR。但是,VSLAM无法在动态和复杂的环境中实现良好的定位。许多出版物报告说,通过与VSLAM结合语义信息,语义VSLAM系统具有近年来解决上述问题的能力。然而,尚无关于语义VSLAM的全面调查。为了填补空白,本文首先回顾了语义VSLAM的发展,并明确着眼于其优势和差异。其次,我们探讨了语义VSLAM的三个主要问题:语义信息的提取和关联,语义信息的应用以及语义VSLAM的优势。然后,我们收集和分析已广泛用于语义VSLAM系统的当前最新SLAM数据集。最后,我们讨论未来的方向,该方向将为语义VSLAM的未来发展提供蓝图。
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现代技术的开发和应用是对自然栖息地和景观中物种有效监测的重要基础,以追踪生态系统,物种社区和人群的发展,并分析变化的原因。为了使用诸如摄像头距离采样等方法估算动物丰度,根据3D(三维)测量的自然栖息地的空间信息至关重要。此外,3D信息可提高使用摄像头捕获的动物检测的准确性。这项研究为3D摄像头捕获提供了一种新颖的方法,该方法具有高度优化的硬件和软件。这种方法采用立体声愿景来推断自然栖息地的3D信息,并被指定为监测生物多样性(Socrates)的立体相机陷阱。对苏格拉底的全面评估不仅显示了$ 3.23 \%$的改善动物检测(边界盒$ \ text {map} _ {75} $),而且还可以使用相机陷阱距离采样来估算动物丰度。苏格拉底的软件和文档可在https://github.com/timmh/socrates上提供
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