Attentive monitoring of multiple video streams driven by a Bayesian foraging strategy

In this paper we shall consider the problem of deploying attention to subsets of the video streams for collating the most relevant data and information of interest related to a given task. We formalize this monitoring problem as a foraging problem. We propose a probabilistic framework to model observer's attentive behavior as the behavior of a forager. The forager, moment to moment, focuses its attention on the most informative stream/camera, detects interesting objects or activities, or switches to a more profitable stream. The approach proposed here is suitable to be exploited for multi-stream video summarization. Meanwhile, it can serve as a preliminary step for more sophisticated video surveillance, e.g. activity and behavior analysis. Experimental results achieved on the UCR Videoweb Activities Dataset, a publicly available dataset, are presented to illustrate the utility of the proposed technique.Comment: Accepted to IEEE Transactions on Image Processin

Driver Attention based on Deep Learning for a Smart Vehicle to Driver (V2D) Interaction

La atención del conductor es un tópico interesante dentro del mundo de los vehículos inteligentes para la consecución de tareas que van desde la monitorización del conductor hasta la conducción autónoma. Esta tesis aborda este tópico basándose en algoritmos de aprendizaje profundo para conseguir una interacción inteligente entre el vehículo y el conductor. La monitorización del conductor requiere una estimación precisa de su mirada en un entorno 3D para conocer el estado de su atención. En esta tesis se aborda este problema usando una única cámara, para que pueda ser utilizada en aplicaciones reales, sin un alto coste y sin molestar al conductor. La herramienta desarrollada ha sido evaluada en una base de datos pública (DADA2000), obteniendo unos resultados similares a los obtenidos mediante un seguidor de ojos caro que no puede ser usado en un vehículo real. Además, ha sido usada en una aplicación que evalúa la atención del conductor en la transición de modo autónomo a manual de forma simulada, proponiendo el uso de una métrica novedosa para conocer el estado de la situación del conductor en base a su atención sobre los diferentes objetos de la escena. Por otro lado, se ha propuesto un algoritmo de estimación de atención del conductor, utilizando las últimas técnicas de aprendizaje profundo como son las conditional Generative Adversarial Networks (cGANs) y el Multi-Head Self-Attention. Esto permite enfatizar ciertas zonas de la escena al igual que lo haría un humano. El modelo ha sido entrenado y validado en dos bases de datos públicas (BDD-A y DADA2000) superando a otras propuestas del estado del arte y consiguiendo unos tiempos de inferencia que permiten su uso en aplicaciones reales. Por último, se ha desarrollado un modelo que aprovecha nuestro algoritmo de atención del conductor para comprender una escena de tráfico obteniendo la decisión tomada por el vehículo y su explicación, en base a las imágenes tomadas por una cámara situada en la parte frontal del vehículo. Ha sido entrenado en una base de datos pública (BDD-OIA) proponiendo un modelo que entiende la secuencia temporal de los eventos usando un Transformer Encoder, consiguiendo superar a otras propuestas del estado del arte. Además de su validación en la base de datos, ha sido implementado en una aplicación que interacciona con el conductor aconsejando sobre las decisiones a tomar y sus explicaciones ante diferentes casos de uso en un entorno simulado. Esta tesis explora y demuestra los beneficios de la atención del conductor para el mundo de los vehículos inteligentes, logrando una interacción vehículo conductor a través de las últimas técnicas de aprendizaje profundo