在本文中，我们描述了如何利用明亮的调制光源（例如，廉价，离心激光器）来利用CMOS图像传感器中的电子滚动快门。我们展示了七种不同CMOS相机的攻击，从IoT廉价到半专业监控摄像机，以突出滚动快门攻击的广泛适用性。我们模拟了影响不受控制的设置中滚动快门攻击的基本因素。然后，我们对对象检测任务的攻击作用进行了详尽的评估，研究了攻击参数的效果。我们验证了我们对两个独立相机收集的经验数据的模型，表明通过简单地使用来自相机数据表的信息，对手可以准确地预测注入的失真大小并相应地优化它们的攻击。我们发现，通过选择适当的攻击参数，对手可以通过最先进的探测器隐藏高达75％的物体。我们还调查了与NA \“{i} vers致盲攻击相比攻击的隐秘，表明常见的图像失真度量无法检测到攻击存在。因此，我们向骨干展示了一种新的，准确和轻巧的增强对象检测器的网络识别滚动快门攻击。总体而言，我们的结果表明，滚动快门攻击可以大大降低基于视觉智能系统的性能和可靠性。

由于相机已成为许多安全关键系统和应用中的关键部分，例如自主车辆和监视，因此大量的学术和非学术作品已经表现出对其主要成分的攻击 - 图像传感器。然而，这些攻击仅限于粗粒，并且通常是可疑的注射，因为光被用作攻击载体。此外，由于光学攻击的性质，它们需要对手和目标相机之间的视线。在本文中，我们提出了一种对CCD图像传感器的新型传感器信号注入攻击，因为它们用于专业，科学，甚至军事环境。我们展示了如何使用电磁散发来操纵CCD图像传感器捕获的图像信息，该图像信息具有粒度下降到各个像素的亮度。我们研究了我们攻击的可行性，然后展示其在自动条码扫描场景中的影响。我们的结果表明，注入的失真可以扰乱自动化视觉的智能系统。

自动化驾驶系统（广告）开辟了汽车行业的新领域，为未来的运输提供了更高的效率和舒适体验的新可能性。然而，在恶劣天气条件下的自主驾驶已经存在，使自动车辆（AVS）长时间保持自主车辆（AVS）或更高的自主权。本文评估了天气在分析和统计方式中为广告传感器带来的影响和挑战，并对恶劣天气条件进行了解决方案。彻底报道了关于对每种天气的感知增强的最先进技术。外部辅助解决方案如V2X技术，当前可用的数据集，模拟器和天气腔室的实验设施中的天气条件覆盖范围明显。通过指出各种主要天气问题，自主驾驶场目前正在面临，近年来审查硬件和计算机科学解决方案，这项调查概述了在不利的天气驾驶条件方面的障碍和方向的障碍和方向。

该研究使用数学建模和人类对象实验，探讨了新兴网络摄像头可能在多大程度上泄漏了可识别的文本和图形信息，从网络摄像头捕获的眼镜反射中闪闪发光。我们工作的主要目标是衡量，计算和预测随着网络摄像头技术在未来发展的可识别性因素，限制和阈值。我们的工作探索并表征了基于光学攻击的可行威胁模型，该模型使用视频帧序列上的多帧超级分辨率技术。我们在受控实验室设置中的模型和实验结果表明，可以重建和识别超过75％的屏幕文本，其高度高达10毫米，并使用720p网络摄像头进行重建和识别。我们进一步将此威胁模型应用于具有不同攻击者功能的Web文本内容，以找到可以识别文本的阈值。我们与20名参与者的用户研究表明，当今的720p网络摄像头足以让对手在大芬特网站上重建文本内容。我们的模型进一步表明，向4K摄像机的演变将使文本泄漏的阈值倾斜到流行网站上大多数标题文本的重建。除文本目标外，还针对具有720p网络摄像头的Alexa前100个网站的封闭世界数据集的案例研究显示，即使没有使用机器学习模型，也没有10个参与者的最高识别精度为94％。我们的研究提出了近期缓解，包括用户可以用来模糊视频流的眼镜区域的软件原型。对于可能的长期防御，我们主张采用个人反思测试程序来评估各种环境下的威胁，并证明遵循最少特权原则对隐私敏感的情况的重要性。

视频分析系统批判性地依赖于摄像机，捕获高质量的视频帧，以实现高分辨率的精度。虽然现代视频摄像机经常暴露数十个可配置的参数设置，但是可以通过最终用户设置的，但今天监控摄像机的部署通常使用固定的一组参数设置，因为最终用户缺少能够重新配置这些参数的技能或理解。在本文中，我们首先表明，在典型的监视摄像机部署中，环境条件变化可能会显着影响人员检测，面部检测和面部识别等分析单元的准确性，以及如何通过动态调整相机设置来减轻这种不利影响。然后我们提出了Camtuner，这是一个可以轻松应用于现有视频分析管道（VAP）的框架，以实现复杂相机设置的自动和动态调整，以改变环境条件，并自主优化VAP中分析单元（AU）的准确性。 Camtuner基于Sarsa加固学习（RL），它包含两种新型组件：轻量级分析质量估算器和虚拟相机。 Camtuner在一个具有轴监控摄像头的系统中实现，几个VAP（具有各种AUS），在机场入口处加工了日常客户视频。我们的评估表明Camtuner可以快速适应更改环境。我们将Camtuner与使用静态相机设置的两种替代方法进行比较，或者每小时手动更改摄像机设置的草兵方法（基于人类对质量）。我们观察到，对于面部检测和人检测AU，与两种方法中最好的相比，Camtuner分别可以获得高达13.8％和9.2％的更高的准确性（两个AUS的8％的平均提高）。

Although Deep Neural Networks (DNNs) have achieved impressive results in computer vision, their exposed vulnerability to adversarial attacks remains a serious concern. A series of works has shown that by adding elaborate perturbations to images, DNNs could have catastrophic degradation in performance metrics. And this phenomenon does not only exist in the digital space but also in the physical space. Therefore, estimating the security of these DNNs-based systems is critical for safely deploying them in the real world, especially for security-critical applications, e.g., autonomous cars, video surveillance, and medical diagnosis. In this paper, we focus on physical adversarial attacks and provide a comprehensive survey of over 150 existing papers. We first clarify the concept of the physical adversarial attack and analyze its characteristics. Then, we define the adversarial medium, essential to perform attacks in the physical world. Next, we present the physical adversarial attack methods in task order: classification, detection, and re-identification, and introduce their performance in solving the trilemma: effectiveness, stealthiness, and robustness. In the end, we discuss the current challenges and potential future directions.

自动驾驶汽车（SDC）通常会实施感知管道，以检测周围的障碍并跟踪其移动轨迹，这为随后的驾驶决策过程奠定了基础。尽管对SDC中障碍物检测的安全性进行了深入的研究，但直到最近，攻击者才开始利用跟踪模块的脆弱性。与仅攻击对象探测器相比，这种新的攻击策略以更少的攻击预算更有效地影响了驾驶决策。但是，关于揭示的脆弱性在端到端的自动驾驶系统中是否仍然有效，以及如何减轻威胁。在本文中，我们介绍了SDC中对象跟踪安全性的第一个系统研究。通过一项全面的案例研究Baidu's Apollo的全面感知管道，我们证明了基于Kalman Filter（KF）的主流多对象跟踪器（MOT），即使具有启用的多种多样，传感器融合机制。我们的根本原因分析揭示了脆弱性是对基于KF的MOT设计的天生，该漏洞将错误地处理对象检测器的预测结果，但是当采用的KF算法易于在其与预测偏离的偏差时更容易相信该观察结果更大。为了解决这个设计缺陷，我们为基于KF的MOT提出了一个简单而有效的安全贴，其核心是一种适应性策略，可以平衡KF的重点在观测和预测上，根据观察预测偏差的异常指数，并具有针对广义劫持攻击模型的认证有效性。对基于$ 4 $ kf的现有MOT实施（包括2D和3D，学术和阿波罗的）的广泛评估验证了我们方法的防御效果和微不足道的绩效开销。

现实世界的对抗例（通常以补丁形式）对安全关键计算机视觉任务中的深度学习模型（如在自动驾驶中的视觉感知）中使用深度学习模型构成严重威胁。本文涉及用不同类型的对抗性斑块攻击时，对语义分割模型的稳健性进行了广泛的评价，包括数字，模拟和物理。提出了一种新的损失功能，提高攻击者在诱导像素错误分类方面的能力。此外，提出了一种新的攻击策略，提高了在场景中放置补丁的转换方法的期望。最后，首先扩展用于检测对抗性补丁的最先进的方法以应对语义分割模型，然后改进以获得实时性能，并最终在现实世界场景中进行评估。实验结果表明，尽管具有数字和真实攻击的对抗效果，其影响通常在空间上限制在补丁周围的图像区域。这将打开关于实时语义分段模型的空间稳健性的进一步疑问。

将视频视为一系列图像（框架），并重新使用Deep Neur网络模型，这是一种常见的做法，这些模型仅在视频上的图像上接受图像进行培训。在本文中，我们表明，这种信念的飞跃是，在图像上运作良好的深度学习模型也将在视频上效果很好。我们表明，即使摄像机正在查看没有以任何可察觉的方式变化的场景，并且我们控制了视频压缩和环境（照明）等外部因素，视频分析应用程序的准确性也会显着波动。发生这些波动是因为摄像机产生的连续帧可能在视觉上看起来相似，但是视频分析应用程序对这些帧的看法却大不相同。我们观察到这些波动的根本原因是摄像机自动进行的动态摄像头参数更改，以捕获和生成视觉上令人愉悦的视频。摄像机无意间充当无意的对手，因为如我们所示，连续帧中图像像素值的这些微小变化对从视频分析任务中重新使用图像训练的深度学习模型的见解的准确性产生了显着不利影响。为了从相机中解决这种无意的对抗效应，我们探讨了转移学习技术通过从图像分析任务中学习的知识转移来改善视频分析任务中的学习。特别是，我们表明，我们新训练的Yolov5模型在跨帧的对象检测中减少了波动，从而可以更好地跟踪对象（跟踪中的错误少40％）。我们的论文还提供了新的方向和技术，以减轻相机对用于视频分析应用程序的深度学习模型的对抗性影响。

Computer vision applications in intelligent transportation systems (ITS) and autonomous driving (AD) have gravitated towards deep neural network architectures in recent years. While performance seems to be improving on benchmark datasets, many real-world challenges are yet to be adequately considered in research. This paper conducted an extensive literature review on the applications of computer vision in ITS and AD, and discusses challenges related to data, models, and complex urban environments. The data challenges are associated with the collection and labeling of training data and its relevance to real world conditions, bias inherent in datasets, the high volume of data needed to be processed, and privacy concerns. Deep learning (DL) models are commonly too complex for real-time processing on embedded hardware, lack explainability and generalizability, and are hard to test in real-world settings. Complex urban traffic environments have irregular lighting and occlusions, and surveillance cameras can be mounted at a variety of angles, gather dirt, shake in the wind, while the traffic conditions are highly heterogeneous, with violation of rules and complex interactions in crowded scenarios. Some representative applications that suffer from these problems are traffic flow estimation, congestion detection, autonomous driving perception, vehicle interaction, and edge computing for practical deployment. The possible ways of dealing with the challenges are also explored while prioritizing practical deployment.

自治车辆和机器人需要越来越多的鲁棒性和可靠性，以满足现代任务的需求。这些要求特别适用于相机，因为它们是获取环境和支持行动的信息的主要传感器。相机必须保持适当的功能，并在必要时采取自动对策。但是，几乎没有作品，审查了相机的一般情况监测方法的实际应用，并在设想的高级别应用程序中设计对策。我们为基于数据和物理接地模型的相机提出了一种通用和可解释的自我保健框架。为此，我们通过比较传统和血液的机器学习的方法，确定一种可靠的两种可靠，实时的估计，用于诸如难以释放的情况（Defocus Blur，运动模糊，不同噪声现象和最常见的噪声现象和最常见的组合）的典型图像效果广泛的实验。此外，我们展示了如何根据实验（非线性和非单调）输入 - 输出性能曲线来调整相机参数（例如，曝光时间和ISO增益）以实现最佳的全系统能力，使用对象检测，运动模糊和传感器噪声作为示例。我们的框架不仅提供了一种实用的即用的解决方案，可以评估和维护摄像机的健康，但也可以作为扩展来解决更复杂的问题的基础，以凭经验组合附加的数据源（例如，传感器或环境参数或环境参数）为了获得完全可靠和强大的机器。

由于捕获的图像中的严重噪音，弱光下的场景推断是一个具有挑战性的问题。减少噪音的一种方法是在捕获过程中使用更长的曝光。但是，在有运动（场景或相机运动）的存在下，较长的暴露会导致运动模糊，从而导致图像信息的丢失。这在这两种图像降解之间创造了权衡取舍：运动模糊（由于长期暴露）与噪声（由于曝光短），也称为本文中的双图像损坏对。随着摄像机的兴起，能够同时捕获同一场景的多次暴露，因此可以克服这一权衡。我们的主要观察结果是，尽管这些不同图像捕获的降解的数量和性质各不相同，但在所有图像中，语义内容保持不变。为此，我们提出了一种方法，以利用这些多曝光捕获在弱光和运动下的鲁棒推理。我们的方法建立在功能一致性损失的基础上，以鼓励这些单个捕获的类似结果，并利用其最终预测的合奏来实现强大的视觉识别。我们证明了方法对模拟图像的有效性以及具有多个暴露的真实捕获，以及对象检测和图像分类的任务。

信号处理是几乎任何传感器系统的基本组件，具有不同科学学科的广泛应用。时间序列数据，图像和视频序列包括可以增强和分析信息提取和量化的代表性形式的信号。人工智能和机器学习的最近进步正在转向智能，数据驱动，信号处理的研究。该路线图呈现了最先进的方法和应用程序的关键概述，旨在突出未来的挑战和对下一代测量系统的研究机会。它涵盖了广泛的主题，从基础到工业研究，以简明的主题部分组织，反映了每个研究领域的当前和未来发展的趋势和影响。此外，它为研究人员和资助机构提供了识别新前景的指导。

本文提出了一种新颖的方法，用于在具有复杂拓扑结构的地下领域的搜索和救援行动中自动合作。作为CTU-Cras-Norlab团队的一部分，拟议的系统在DARPA SubT决赛的虚拟轨道中排名第二。与专门为虚拟轨道开发的获奖解决方案相反，该建议的解决方案也被证明是在现实世界竞争极为严峻和狭窄的环境中飞行的机上实体无人机的强大系统。提出的方法可以使无缝模拟转移的无人机团队完全自主和分散的部署，并证明了其优于不同环境可飞行空间的移动UGV团队的优势。该论文的主要贡献存在于映射和导航管道中。映射方法采用新颖的地图表示形式 - 用于有效的风险意识长距离计划，面向覆盖范围和压缩的拓扑范围的LTVMAP领域，以允许在低频道通信下进行多机器人合作。这些表示形式与新的方法一起在导航中使用，以在一般的3D环境中可见性受限的知情搜索，而对环境结构没有任何假设，同时将深度探索与传感器覆盖的剥削保持平衡。所提出的解决方案还包括一条视觉感知管道，用于在没有专用GPU的情况下在5 Hz处进行四个RGB流中感兴趣的对象的板上检测和定位。除了参与DARPA SubT外，在定性和定量评估的各种环境中，在不同的环境中进行了广泛的实验验证，UAV系统的性能得到了支持。

纳米大小的无人机具有探索未知和复杂环境的巨大潜力。它们的尺寸很小，使它们敏捷且安全地靠近人类，并使他们能够穿过狭窄的空间。但是，它们的尺寸很小和有效载荷限制了板载计算和传感的可能性，从而使完全自主的飞行极具挑战性。迈向完全自主权的第一步是可靠的避免障碍，这在通用的室内环境中被证明在技术上具有挑战性。当前的方法利用基于视觉或一维传感器来支持纳米无人机感知算法。这项工作为基于新颖的毫米尺寸64像素多区域飞行时间（TOF）传感器和通用的无模型控制策略提供了轻巧的避免障碍系统。报告的现场测试基于Crazyflie 2.1，该测试由定制的多区TOF甲板扩展，总质量为35克。该算法仅使用0.3％的车载处理能力（210US执行时间），帧速率为15fps，为许多未来应用提供了绝佳的基础。运行提出的感知系统（包括抬起和操作传感器）所需的总无人机功率不到10％。在通用且以前未开发的室内环境中，提出的自动纳米大小无人机以0.5m/s的速度达到100％可靠性。所提出的系统释放出具有广泛数据集的开源，包括TOF和灰度摄像头数据，并与运动捕获中的无人机位置地面真相结合在一起。

本文介绍了Cerberus机器人系统系统，该系统赢得了DARPA Subterranean挑战最终活动。出席机器人自主权。由于其几何复杂性，降解的感知条件以及缺乏GPS支持，严峻的导航条件和拒绝通信，地下设置使自动操作变得特别要求。为了应对这一挑战，我们开发了Cerberus系统，该系统利用了腿部和飞行机器人的协同作用，再加上可靠的控制，尤其是为了克服危险的地形，多模式和多机器人感知，以在传感器退化，以及在传感器退化的条件下进行映射以及映射通过统一的探索路径计划和本地运动计划，反映机器人特定限制的弹性自主权。 Cerberus基于其探索各种地下环境及其高级指挥和控制的能力，表现出有效的探索，对感兴趣的对象的可靠检测以及准确的映射。在本文中，我们报告了DARPA地下挑战赛的初步奔跑和最终奖项的结果，并讨论了为社区带来利益的教训所面临的亮点和挑战。

对医疗保健监控的远程工具的需求从未如此明显。摄像机测量生命体征利用成像装置通过分析人体的图像来计算生理变化。建立光学，机器学习，计算机视觉和医学的进步这些技术以来的数码相机的发明以来已经显着进展。本文介绍了对生理生命体征的相机测量综合调查，描述了它们可以测量的重要标志和实现所做的计算技术。我涵盖了临床和非临床应用以及这些应用需要克服的挑战，以便从概念上推进。最后，我描述了对研究社区可用的当前资源（数据集和代码），并提供了一个全面的网页（https://cameravitals.github.io/），其中包含这些资源的链接以及其中引用的所有文件的分类列表文章。

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.

我们提出了一种新的四管齐下的方法，在文献中首次建立消防员的情境意识。我们构建了一系列深度学习框架，彼此之叠，以提高消防员在紧急首次响应设置中进行的救援任务的安全性，效率和成功完成。首先，我们使用深度卷积神经网络（CNN）系统，以实时地分类和识别来自热图像的感兴趣对象。接下来，我们将此CNN框架扩展了对象检测，跟踪，分割与掩码RCNN框架，以及具有多模级自然语言处理（NLP）框架的场景描述。第三，我们建立了一个深入的Q学习的代理，免受压力引起的迷失方向和焦虑，能够根据现场消防环境中观察和存储的事实来制定明确的导航决策。最后，我们使用了一种低计算无监督的学习技术，称为张量分解，在实时对异常检测进行有意义的特征提取。通过这些临时深度学习结构，我们建立了人工智能系统的骨干，用于消防员的情境意识。要将设计的系统带入消防员的使用，我们设计了一种物理结构，其中处理后的结果被用作创建增强现实的投入，这是一个能够建议他们所在地的消防员和周围的关键特征，这对救援操作至关重要在手头，以及路径规划功能，充当虚拟指南，以帮助迷彩的第一个响应者恢复安全。当组合时，这四种方法呈现了一种新颖的信息理解，转移和综合方法，这可能会大大提高消防员响应和功效，并降低寿命损失。

计算机视觉在智能运输系统（ITS）和交通监视中发挥了重要作用。除了快速增长的自动化车辆和拥挤的城市外，通过实施深层神经网络的实施，可以使用视频监视基础架构进行自动和高级交通管理系统（ATM）。在这项研究中，我们为实时交通监控提供了一个实用的平台，包括3D车辆/行人检测，速度检测，轨迹估算，拥塞检测以及监视车辆和行人的相互作用，都使用单个CCTV交通摄像头。我们适应了定制的Yolov5深神经网络模型，用于车辆/行人检测和增强的排序跟踪算法。还开发了基于混合卫星的基于混合卫星的逆透视图（SG-IPM）方法，用于摄像机自动校准，从而导致准确的3D对象检测和可视化。我们还根据短期和长期的时间视频数据流开发了层次结构的交通建模解决方案，以了解脆弱道路使用者的交通流量，瓶颈和危险景点。关于现实世界情景和与最先进的比较的几项实验是使用各种交通监控数据集进行的，包括从高速公路，交叉路口和城市地区收集的MIO-TCD，UA-DETRAC和GRAM-RTM，在不同的照明和城市地区天气状况。