Analiza sceny przy użyciu głębokich sieci neuronowych typu YOLO

W artykule opisany został problem analizy sceny na obrazach oraz sekwencjach video. Zadanie analizy sceny polega na detekcji, lokalizacji i klasyfikacji obiektów znajdujących się na obrazach. Zaimplementowany system wykorzystuje głęboką sieć neuronową, której struktura oparta została na architekturze YOLO (You Only Look Once). Niskie zapotrzebowania obliczeniowe wybranej architektury pozwala na wykonywanie detekcji w czasie rzeczywistym z zadowalającą dokładnością. W pracy przeprowadzono również badania nad doborem odpowiedniego optymalizatora wykorzystywanego w procesie uczenia. Jako przykładową aplikację wybrano analizę ruchu ulicznego w której skład wchodzi wykrywanie i lokalizacja obiektów takich jak m.in. samochody, motocykle czy sygnalizacja świetlna. Systemy tego typu mogą być wykorzystywane w wszelkiego typu systemach analizy wizyjnej otoczenia np. w pojazdach autonomicznych, systemach automatycznej analizy video z kamer przemysłowych, systemach dozoru czy analizy zdjęć satelitarnych.

The paper describes the problem of scene analysis in images and video sequences. The task of scene analysis is to detect, locate and classify objects in images. As an example of an application, traffic analysis was chosen, which includes the detection and location of objects such as cars, motorcycles or traffic lights. The implemented system uses a deep neural network, whose structure is based on the YOLO (You Only Look Once) architecture. Low computing requirements of the chosen architecture allows performing real-time detection with satisfactory accuracy. The work also included a study on the selection of an appropriate optimizer used in the learning process. The program correctly detects objects with a large surface area, allowing the system to be used in traffic analysis. The work also showed that using the ADAM algorithm allowed significantly shorten the training time of the neural network. Systems of this type can be used in many types of video analysis systems such as autonomous vehicles, automatic video analysis systems with CCTV cameras, surveillance systems or satellite image analysis.