面向嵌入式移动设备的运动目标检测算法研究

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近年来,随着卷积神经网络的不断突破,目标检测在视频分析任务中具有重要意义和充满了挑战。虽然有很多优秀的视频目标检测器被提出,但它们只适合部署在GPU服务器集群上。为了大幅提高检测器的准确性,这些检测器的骨干网络多达数十层甚至数百层。两大主要原因限制了现有方法在嵌入式移动设备中的视频检测性能:1)嵌入式移动设备的计算能力比GPU集群低数百倍;2)感兴趣目标的运动和变化会导致大量的噪声和模糊。因此,在嵌入式移动设备中检测视频目标仍然具有挑战性。为了解决这些问题,本文提出了一种新颖的检测跟踪平衡网络(DTB-Net)用于嵌入式移动设备中的快速视频目标检测。DTB-Net由三个部分组成:检测模块、跟踪模块和平衡模块。平衡模块通过调节因子控制跟踪器的创建,并通过决策函数决定最终的检测结果。检测模块和跟踪模块分别确保了检测精度和推理效率。三个模块的协作有效解决了嵌入式移动设备计算能力低的问题。主要贡献如下:(1)我们提出了一种被称为DTB-Net的新型快速视频目标检测网络,该网络通过平衡模块有效地集成检测器和跟踪器,从而在嵌入式移动设备中实现更先进的检测器。(2)提出了一种被称为FIST-MR的新颖运动目标数据集,为快速视频目标检测任务提供了新的测试基准。(3)本文基于FIST-MR数据集在Nvidia Jetson NX平台上进行了大量的实验以评估所提方法的有效性。当调节因子为0.75时,DTB-Net的AP指标达到了0.953,高于大部分主流算法,仅略低于YOLOv4算法,而且推理速度达到了30 FPS比YOLOv4算法快3倍多。
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