Intra-Bild-Objektverfolgung durch Entverwischung

Objekte, die sich entlang komplexer Trajektorien mit hoher Geschwindigkeit bewegen, erscheinen häufig in Videos, insbesondere in Sportvideos. Solche Objekte überwinden während der Belichtungszeit eines einzelnen Bildes einen nicht zu vernachlässigenden Abstand und ihre Position im Bild ist daher nicht gut definiert. Aufgrund des Bewegungsunschärfeeffekts erscheinen sie als halbtransparente Streifen und können von Standard-Verfolgungsalgorithmen nicht zuverlässig verfolgt werden. Wir schlagen einen neuen Ansatz vor, den sogenannten Verfolgung durch Entschärfung (Tracking by Deblatting), der auf der Beobachtung basiert, dass Bewegungsunschärfe direkt mit der innerbildlichen Trajektorie eines Objekts zusammenhängt. Die Unschärfe wird durch die Lösung zweier miteinander verknüpfter inverser Probleme, nämlich blinden Entschärfens und Bildmatting, geschätzt – ein Prozess, den wir als "Deblatting" bezeichnen. Anschließend wird die Trajektorie durch Anpassen einer stückweise quadratischen Kurve geschätzt, die physikalisch plausiblen Trajektorien modelliert. Als Ergebnis werden die verfolgten Objekte mit höherer zeitlicher Auflösung als bei herkömmlichen Verfolgungsmethoden präzise lokalisiert. Der vorgeschlagene TbD-Tracker wurde anhand eines neu erstellten Datensatzes von Videos evaluiert, dessen Ground Truth durch eine Hochgeschwindigkeitskamera ermittelt wurde. Dabei wurde ein neues Metrikmodell namens Trajektorie-IoU verwendet, das die traditionelle Intersection over Union verallgemeinert und die Genauigkeit der innerbildlichen Trajektorie misst. Die vorgestellte Methode übertrifft den Baseline sowohl in Bezug auf Recall als auch auf Trajektoriengenauigkeit.