Privacy-aware human presence and movement analysis in controlled and uncontrolled environments

It is undoubtable that if machines could automatically interpret the human presence and movement in our everyday life, many tasks would be transposed and revolutionized. Multiple human tracking (MHT), encompassing human presence and movement analysis, are key components in many computer vision appli...

Πλήρης περιγραφή

Λεπτομέρειες βιβλιογραφικής εγγραφής
Κύριος συγγραφέας: Ιωαννίδης, Δημοσθένης
Άλλοι συγγραφείς: Λυκοθανάσης, Σπυρίδων
Μορφή: Thesis
Γλώσσα:English
Έκδοση: 2017
Θέματα:
Διαθέσιμο Online:http://hdl.handle.net/10889/10245
id nemertes-10889-10245
record_format dspace
institution UPatras
collection Nemertes
language English
topic Analysis of human presence
Spatial histograms of height
Calibration of cameras in architectural design of buildings
Tracking people in crowded environments
Probabilistic hidden Markov models
Moving objects categorization
Export of human presence from smart metering data in domestic environments
Ανάλυση ανθρώπινης παρουσίας
Χωρικά ιστογράμματα ύψους
Βαθμονόμηση καμερών στο αρχιτεκτονικό σχέδιο κτιρίων
Ιχνηλάτηση ατόμων σε συνωστισμένα περιβάλλοντα
Κρυφά πιθανοτικά μαρκοβιανά μοντέλα
Κατηγοριοποίηση κινούμενων αντικειμένων
Εξαγωγή ανθρώπινης παρουσίας από δεδομένα έξυπνων μετρητών σε οικιακά περιβάλλοντα
681.25
spellingShingle Analysis of human presence
Spatial histograms of height
Calibration of cameras in architectural design of buildings
Tracking people in crowded environments
Probabilistic hidden Markov models
Moving objects categorization
Export of human presence from smart metering data in domestic environments
Ανάλυση ανθρώπινης παρουσίας
Χωρικά ιστογράμματα ύψους
Βαθμονόμηση καμερών στο αρχιτεκτονικό σχέδιο κτιρίων
Ιχνηλάτηση ατόμων σε συνωστισμένα περιβάλλοντα
Κρυφά πιθανοτικά μαρκοβιανά μοντέλα
Κατηγοριοποίηση κινούμενων αντικειμένων
Εξαγωγή ανθρώπινης παρουσίας από δεδομένα έξυπνων μετρητών σε οικιακά περιβάλλοντα
681.25
Ιωαννίδης, Δημοσθένης
Privacy-aware human presence and movement analysis in controlled and uncontrolled environments
description It is undoubtable that if machines could automatically interpret the human presence and movement in our everyday life, many tasks would be transposed and revolutionized. Multiple human tracking (MHT), encompassing human presence and movement analysis, are key components in many computer vision applications, in which the fundamental goal is to automatically segment, capture, recognize and analyze human activities in both controlled and uncontrolled environments. One of the core topics the thesis deals with refers to the research and development of a robust human detection and tracking framework, which exploits the use of privacy-preserving information for supporting emerging application scenarios in the Energy Efficiency domain such as occupancy-driven facility management and the utilization of calibrated occupancy models for building performance simulation and prediction, which are tools increasingly used by the architecture, engineers and construction community at design, refurbishment and operational phases of a building lifecycle. Furthermore, as of today, an increasing number of perimeter security and surveillance firms are now delivering multiple-sensor threat identification and classification toolkits that can recognize unwarranted and suspicious activity in fenced areas. The trend is to introduce cost-effective solutions coupled with privacy-preserving multi-sensorial networks, to further reduce high false alarm rates as well as to research and develop techniques that can interpret activities of moving objects in the perimeter and robust identify suspicious activity, taking into account minimal false alarm rates and operators burden. Within this thesis, a novel framework for the automatic recognition of suspicious activities in outdoor infrared-based video surveillance is presented, in which its discriminating power in classifying high risk activities like trespassing from zero risk activities such as loitering outside the perimeter is outlined. To cope with human presence and movement in outdoor environments, an extended version of the multiple-human tracking framework introduced for controlled environments (i.e. buildings) is employed as an important step in analyzing human behavior in non-controlled environments, fully exploiting privacy-preserving information from infrared video sequences. During this thesis, an extensive experimental evaluation of the proposed methodologies for human detection, tracking and movement analysis in indoor and outdoor environments has been carried out, which effectively illustrated the robustness of the proposed algorithms and their applicability in a range of emerging application scenarios related to human behavior analysis in buildings, energy efficiency in buildings and critical infrastructure perimeter protection. The thesis is concluded with an in-depth discussion summarizing the major achievements of the current work, as well as identifying open issues, limitations and research challenges that could be addressed in future works.
author2 Λυκοθανάσης, Σπυρίδων
author_facet Λυκοθανάσης, Σπυρίδων
Ιωαννίδης, Δημοσθένης
format Thesis
author Ιωαννίδης, Δημοσθένης
author_sort Ιωαννίδης, Δημοσθένης
title Privacy-aware human presence and movement analysis in controlled and uncontrolled environments
title_short Privacy-aware human presence and movement analysis in controlled and uncontrolled environments
title_full Privacy-aware human presence and movement analysis in controlled and uncontrolled environments
title_fullStr Privacy-aware human presence and movement analysis in controlled and uncontrolled environments
title_full_unstemmed Privacy-aware human presence and movement analysis in controlled and uncontrolled environments
title_sort privacy-aware human presence and movement analysis in controlled and uncontrolled environments
publishDate 2017
url http://hdl.handle.net/10889/10245
work_keys_str_mv AT iōannidēsdēmosthenēs privacyawarehumanpresenceandmovementanalysisincontrolledanduncontrolledenvironments
AT iōannidēsdēmosthenēs analysēanthrōpinēsparousiasseelenchomenakaimēelenchomenaperiballontachōrisparabiasētēsidiōtikotētas
_version_ 1771297131890475008
spelling nemertes-10889-102452022-09-05T05:00:24Z Privacy-aware human presence and movement analysis in controlled and uncontrolled environments Ανάλυση ανθρώπινης παρουσίας σε ελεγχόμενα και μη ελεγχόμενα περιβάλλοντα χωρίς παραβίαση της ιδιωτικότητας Ιωαννίδης, Δημοσθένης Λυκοθανάσης, Σπυρίδων Κάτσικας, Σωκράτης Τζοβάρας, Δημήτριος Ζαρολιάγκης, Χρήστος Παυλίδης, Γεώργιος Μουστάκας, Κωνσταντίνος Βότης, Κωνσταντίνος Ioannidis, Demosthenis Analysis of human presence Spatial histograms of height Calibration of cameras in architectural design of buildings Tracking people in crowded environments Probabilistic hidden Markov models Moving objects categorization Export of human presence from smart metering data in domestic environments Ανάλυση ανθρώπινης παρουσίας Χωρικά ιστογράμματα ύψους Βαθμονόμηση καμερών στο αρχιτεκτονικό σχέδιο κτιρίων Ιχνηλάτηση ατόμων σε συνωστισμένα περιβάλλοντα Κρυφά πιθανοτικά μαρκοβιανά μοντέλα Κατηγοριοποίηση κινούμενων αντικειμένων Εξαγωγή ανθρώπινης παρουσίας από δεδομένα έξυπνων μετρητών σε οικιακά περιβάλλοντα 681.25 It is undoubtable that if machines could automatically interpret the human presence and movement in our everyday life, many tasks would be transposed and revolutionized. Multiple human tracking (MHT), encompassing human presence and movement analysis, are key components in many computer vision applications, in which the fundamental goal is to automatically segment, capture, recognize and analyze human activities in both controlled and uncontrolled environments. One of the core topics the thesis deals with refers to the research and development of a robust human detection and tracking framework, which exploits the use of privacy-preserving information for supporting emerging application scenarios in the Energy Efficiency domain such as occupancy-driven facility management and the utilization of calibrated occupancy models for building performance simulation and prediction, which are tools increasingly used by the architecture, engineers and construction community at design, refurbishment and operational phases of a building lifecycle. Furthermore, as of today, an increasing number of perimeter security and surveillance firms are now delivering multiple-sensor threat identification and classification toolkits that can recognize unwarranted and suspicious activity in fenced areas. The trend is to introduce cost-effective solutions coupled with privacy-preserving multi-sensorial networks, to further reduce high false alarm rates as well as to research and develop techniques that can interpret activities of moving objects in the perimeter and robust identify suspicious activity, taking into account minimal false alarm rates and operators burden. Within this thesis, a novel framework for the automatic recognition of suspicious activities in outdoor infrared-based video surveillance is presented, in which its discriminating power in classifying high risk activities like trespassing from zero risk activities such as loitering outside the perimeter is outlined. To cope with human presence and movement in outdoor environments, an extended version of the multiple-human tracking framework introduced for controlled environments (i.e. buildings) is employed as an important step in analyzing human behavior in non-controlled environments, fully exploiting privacy-preserving information from infrared video sequences. During this thesis, an extensive experimental evaluation of the proposed methodologies for human detection, tracking and movement analysis in indoor and outdoor environments has been carried out, which effectively illustrated the robustness of the proposed algorithms and their applicability in a range of emerging application scenarios related to human behavior analysis in buildings, energy efficiency in buildings and critical infrastructure perimeter protection. The thesis is concluded with an in-depth discussion summarizing the major achievements of the current work, as well as identifying open issues, limitations and research challenges that could be addressed in future works. Το αντικείμενο της παρούσας διατριβής είναι η χρήση μη παρεισφρητικών τεχνικών και τεχνολογιών για την ανίχνευση ανθρώπινης παρουσίας τόσο σε ελεγχόμενα όσο και μη ελεγχόμενα περιβάλλοντα. Στα πλαίσια της διατριβής εξετάστηκαν καινοτόμες τεχνικές που συνδυάζουν πληροφορίες από ετερογενείς πηγές και πολλαπλούς αισθητήρες και επιτρέπουν την ανίχνευση των ανθρώπων με μη παρεμβατικούς τρόπους. Κύριος στόχος είναι η δημιουργία μιας καινοτόμας μεθοδολογίας ανάλυσης της ανθρώπινης παρουσίας σε εσωτερικά και εξωτερικά περιβάλλοντα που θα χρησιμοποιούν βέλτιστα την πληροφορία από αισθητήρες που διασφαλίζουν την ιδιωτικότητα των ανθρώπων προκειμένου να χρησιμοποιηθεί σε εφαρμογές υψηλής προστιθέμενης αξίας όπως η βελτιστοποίηση εξοικονόμηση ενέργειας σε κτίρια και η ασφάλεια κρίσιμων υποδομών. Στα πλαίσια της διδακτορικής διατριβής έγινε εκτενής αξιολόγηση και επικύρωση σε πειραματικό επίπεδο της ευρωστίας των προτεινόμενων αλγορίθμων (σε υφιστάμενες και νέες βάσεις δεδομένων) που αναπτύχθηκαν μέσω της εφαρμογής τους σε πραγματικά ελεγχόμενα και μη ελεγχόμενα περιβάλλοντα. Πιο συγκεκριμένα, οι αλγόριθμοι που αναπτύχθηκαν στα πλαίσια της διατριβής εφαρμόστηκαν για να εκτιμηθεί η αποτελεσματικότητά τους στις παρακάτω δυο θεματικές περιοχές: α) Βελτιστοποίηση της ενεργειακής απόδοσης κτιρίων μέσω της καταγραφής της λεπτομερούς χρήσης τους από τα άτομα που συμμετέχουν σε δραστηριότητες στα συγκεκριμένα κτίρια (ελεγχόμενο περιβάλλον – αξιολόγηση του προτεινόμενου αλγορίθμου ανάλυσης ανθρώπινης παρουσίας σε τέσσερα σενάρια χρήσης που σχετίζονται με την ενεργειακή απόδοση κτιρίων) και β) Ανάλυση της ανθρώπινης δραστηριότητας για την έγκαιρη ανίχνευση κακόβουλων πράξεων σε δημόσιους/ιδιωτικούς χώρους (δυο σενάρια χρήσης σε μη ελεγχόμενο περιβάλλον που σχετίζονται με την περιμετρική ασφάλεια κρίσιμων υποδομών). Τα πειραματικά αποτελέσματα που προέκυψαν, καταδεικνύουν ότι οι προτεινόμενες μέθοδοι έχουν την δυνατότητα να ενισχύσουν σημαντικά το χώρο της ανίχνευσης, ιχνηλάτησης και ανάλυσης συμπεριφοράς της ανθρώπινης παρουσίας, χωρίς παραβίαση της ιδιωτικότητας, ενώ παράλληλα μπορούν να βρουν θέση σε εφαρμογές μείζονος σημασίας όπως η εξοικονόμηση ενέργειας και η ασφάλεια κρίσιμων υποδομών. 2017-05-12T15:52:19Z 2017-05-12T15:52:19Z 2017-01-09 Thesis http://hdl.handle.net/10889/10245 en Η ΒΚΠ διαθέτει αντίτυπο της διατριβής σε έντυπη μορφή στο βιβλιοστάσιο διδακτορικών διατριβών που βρίσκεται στο ισόγειο του κτιρίου της. 12 application/pdf