[논문 리뷰] Robust Ship Detection and Tracking Using Modified ViBe and Backwash Cancellation Algorithm

Mohammad Hassan Saghafi, Seyed Majid Noorhosseini외 2명|arXiv (Cornell University)|2026. 01. 04.

Infrared Target Detection Methodologies인용 수 0

한 줄 요약

본 논문은 해안 영상에서의 실시간 선박 탐지 및 추적 방법을 제안하고, 파도 및 조명 변화에 대한 강건성을 높이기 위해 Modified ViBe 배경 차분과 backwash cancellation 기법을 도입한다.

ABSTRACT

In this paper, we propose a robust real time detection and tracking method for detecting ships in a coastal video sequences. Since coastal scenarios are unpredictable and scenes have dynamic properties it is essential to apply detection methods that are robust to these conditions. This paper presents modified ViBe for moving object detection which detects ships and backwash. In the modified ViBe the probability of losing ships is decreased in comparison with the original ViBe. It is robust to natural sea waves and variation of lights and is capable of quickly updating the background. Based on geometrical properties of ship and some concepts such as brightness distortion, a new method for backwash cancellation is proposed. Experimental results demonstrate that the proposed strategy and methods have outstanding performance in ship detection and tracking. These results also illustrate real time and precise performance of the proposed strategy.

연구 동기 및 목표

• unpredictable coastal scenes에서 robust real-time ship detection and tracking framework를 개발한다.
• Modified ViBe를 통해 배경 차분을 강화하여 선박 보유를 더 잘 유지하고 해 역학으로 인한 손실을 줄인다.
• 선박 기하학 및 밝기 왜곡에 기반한 backwash cancellation 방법을 도입하여 backwash 효과를 억제한다.

제안 방법

• ViBe 배경 모델을 수정하여 선박 손실 확률을 감소시키고 배경 업데이트 다이나믹스를 개선한다.
• 수정된 ViBe 프레임워크 내에서 모션 및 형태 신호를 이용해 선박과 backwash를 탐지한다.
• 선박의 기하학적 특성과 밝기 왜곡 특성을 활용한 backwash cancellation 전략을 제안한다.
• 해안 영상 시퀀스에서 실시간 성능을 달성하기 위해 탐지와 추적 프로세스를 통합한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 ViBe를 어떻게 수정하면 해파도와 조명 변화에 대한 강건성을 높이고 선박 손실을 줄일 수 있는가?
• RQ2 기하학적 및 밝기 신호를 활용한 backwash cancellation 방법이 해안 장면에서 선박 추적 정확도를 향상시킬 수 있는가?
• RQ3 제안한 접근법이 동적 해안 환경에서 선박을 실시간으로 탐지하고 추적할 수 있는가?

주요 결과

• 제안된 전략은 해안 역학 하에서 선박 탐지 및 추적에서 탁월한 성능을 보여준다.
• 논문에 기술된 실제 시나리오에서 실시간 및 정밀한 성능을 달성한다.
• 수정된 ViBe 및 backwash cancellation 구성요소가 파도와 조명 변화에 대한 강건성을 함께 향상시킨다.