Uma Nova Abordagem em Inteligência de Enxames Aprimorados Aplicada ao Rastreamento de Alvos em Vídeo

bibo.pageEnd73
dc.contributor.advisor1Salles, Evandro Ottoni Teatini
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000000282873045
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5893731382102675
dc.contributor.authorCastro, Edwards Cerqueira de
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0000-0001-9557-4207
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/1001173842396498
dc.contributor.referee1Conci, Aura
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0003-0782-2501
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5601388085745497
dc.contributor.referee2Ciarelli, Patrick Marques
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000000331774028
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/1267950518719423
dc.contributor.referee3Fernandes, Mariana Rampinelli
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/0000-0001-8483-5838
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/6481644695559950
dc.contributor.referee4Passarinho, Cornélia Janayna Pereira
dc.contributor.referee4IDhttps://orcid.org/0000-0001-9884-0339
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/7138867918212052
dc.contributor.referee5Facon, Jacques
dc.contributor.referee5IDhttps://orcid.org/0000-0002-5711-2826
dc.contributor.referee5Latteshttp://lattes.cnpq.br/5234033191054309
dc.date.accessioned2024-05-30T00:52:49Z
dc.date.available2024-05-30T00:52:49Z
dc.date.issued2021-05-27
dc.description.abstractThis work proposes a approach to balance knowledge transfer and particle diversity in swarm intelligence algorithms in dynamic optimization problems. The method was designed to be applied to the problem of video tracking targets. It is also proposed, to use a robust version to outliers of the Double Exponential Smoothing (RDES) model, used to predict the target position in the frame delimiting the solution space in a more promising region for target tracking. To assess the quality of the proposed approach, an appropriate tracker for a discrete solution space was implemented using the meta-heuristic Shuffled Frog Leaping Algorithm (SFLA) adapted to dynamic optimization problems, named the Dynamic SFLA (DSFLA). The DSFLA was compared with other classic and current trackers whose algorithms are based on swarm intelligence. The trackers were compared in terms of the average processing time per frame and the area under curve of the success rate per Pascal metric. For the experiment, we used a random sample of videos obtained from the public Hanyang visual tracker benchmark. The experimental results suggest that the DSFLA has an efficient processing time and higher quality of tracking compared with the other trackers analyzed in this work. The success rate of the DSFLA tracker is about 7.2 to 76.6% higher on average when comparing the success rate of its competitors. The average processing time per frame is about at least 10% faster than competing trackers, except one that was about 26% faster than the DSFLA tracker. The results also show that the predictions of the RDES model are quite accurate. The DSFLA results were also compared to the results of the first 10 trackers placed on the Hanyang visual tracker OPE 100 challenge list. The result of the 95% confidence interval places the DSFLA in the top 6 on the list.
dc.description.resumoEste trabalho propõe um balanceamento entre transferência de conhecimento e a diversidade de partículas em algoritmos de inteligência de enxames em problemas de otimização dinâmica. O método proposto foi projetado para ser aplicado em problemas de rastreamento de alvos em vídeos. Também é proposto o uso de uma versão do modelo de Alisamento Exponencial Duplo robusto a valores extremos, utilizada para prever a posição do alvo no frame seguinte, auxiliando a delimitação do espaço de busca em uma região promissora. Para averiguar a qualidade da abordagem proposta, um rastreador apropriado para espaço discreto de soluções foi implementado usando a meta-heurística Shuffled Frog Leaping Algorithm (SFLA – significa: “Algoritmo de saltos de sapos embaralhados”) adaptado para atuar em problemas de otimização dinâmica, chamado de SFLA dinâmico (DSFLA). O DSFLA foi comparado com outros rastreadores, clássicos e atuais, cujos algoritmos são baseados em inteligência de enxames. Os rastreadores foram comparados em termos do tempo médio de processamento por frame e da área sob a curva da taxa de sucesso por métrica de Pascal. Para o experimento, uma amostra aleatória de vídeos foi obtida do benchmark público Hanyang visual tracker. Os resultados experimentais sugerem que o DSFLA tem um tempo médio de processamento por frame eficiente e boa qualidade do rastreamento quando comparados aos outros rastreadores analisados. A taxa de sucesso do DSFLA é, em média, cerca de 7 a 76% maior quando comparada com a taxa de sucesso dos rastreadores comparados. A média de tempo de processamento por frame é cerca de, pelo menos, 10% mais rápido que os outros rastreadores, exceto um que é cerca de 26% mais rápido que o DSFLA. O erro quadrático médio de previsão mostra que as previsões do modelo de Alisamento Exponencial Duplo Robusto são satisfatórias e delimitam eficientemente o espaço de soluções. Os resultados do DSFLA também foram comparados aos resultados dos 10 primeiros rastreadores posicionados na lista do desafio OPE 100 do benchmark Hanyang visual tracker. O resultado do intervalo de 95% de confiança posiciona o DSFLA entre os 6 primeiros da lista.
dc.formatText
dc.identifier.urihttps://dspace5.ufes.br/handle/10/15633
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseDoutorado em Engenharia Elétrica
dc.publisher.departmentCentro Tecnológico
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
dc.rightsopen access
dc.subjectInteligência de enxames
dc.subjectmeta-heurística
dc.subjectproblemas de otimização dinâmica
dc.subjectrastreamento de alvos em vídeo
dc.subjectprevisão de séries temporais
dc.subject.br-rjbnsubject.br-rjbn
dc.subject.cnpqEngenharia Elétrica
dc.titleUma Nova Abordagem em Inteligência de Enxames Aprimorados Aplicada ao Rastreamento de Alvos em Vídeo
dc.title.alternativetitle.alternative
dc.typedoctoralThesis

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