丢垃圾视频时间检测 -- 基于状态机的实现

文章目录

Overview
[Key Points](#Key Points)
Pseudo-code

Overview

需要考虑的方面

状态定义和转换条件
时序约束
空间约束
异常处理

状态机的设计需要考虑的场景：

没有人
人进入
人携带垃圾
人离开但垃圾留下
垃圾消失
异常情况（检测失败、多人多垃圾等）

Key Points

状态设计

NO_PERSON: 初始状态，场景为空
PERSON_ONLY: 检测到人
PERSON_WITH_LITTER: 人和垃圾共同出现
LITTER_ONLY: 人离开，垃圾留下

状态转移路径

NO_PERSON => PERSON_ONLY => PERSON_WITH_LITTER => LITTER_ONLY

状态转移条件

NO_PERSON -> PERSON_ONLY: 检测到人
PERSON_ONLY -> NO_PERSON: 人消失
PERSON_ONLY -> PERSON_WITH_LITTER: 人靠近垃圾
PERSON_WITH_LITTER -> LITTER_ONLY: 人离开但垃圾留下
PERSON_WITH_LITTER -> PERSON_ONLY: 垃圾消失
LITTER_ONLY -> NO_PERSON: 垃圾消失

约束条件

空间约束：人和垃圾的距离阈值
时间约束：状态持续时间的上下限
检测约束：目标检测的置信度阈值
异常处理
- 状态超时重置
  - PERSON_WITH_LITTER 的持续时间过长，截断当前帧为结束帧
- 多目标情况处理
  - 遍历每个 (Person - Litter) Pair, 找到距离最近的 Pair.

Pseudo-code

定义 状态枚举:
    NO_PERSON = 0        # 场景中没有人和垃圾
    PERSON_ONLY = 1      # 只有人
    PERSON_WITH_LITTER = 2  # 人和垃圾共同出现
    LITTER_ONLY = 3      # 只有垃圾

定义 类 LitteringDetector:
    属性:
        current_state: 当前状态
        frame_start: 事件开始帧
        frame_end: 事件结束帧
        state_duration: 当前状态持续时间
        
        # 配置参数
        MAX_DISTANCE: 人和垃圾的最大距离阈值
        MIN_DURATION: 状态持续最小帧数
        MAX_DURATION: 状态持续最大帧数
        
    方法 初始化():
        current_state = NO_PERSON
        frame_start = None
        frame_end = None
        state_duration = 0
        
    方法 检测单帧(frame, frame_id):
        # 1. 目标检测
        persons = 检测人物()
        litters = 检测垃圾()
        
        # 2. 状态转移逻辑
        如果 current_state == NO_PERSON:
            如果 检测到人:
                转换到 PERSON_ONLY
                重置状态持续时间
                
        否则如果 current_state == PERSON_ONLY:
            如果 没有检测到人:
                转换到 NO_PERSON
            否则如果 检测到人和垃圾且距离小于阈值:
                转换到 PERSON_WITH_LITTER
                记录开始帧 frame_start
                
        否则如果 current_state == PERSON_WITH_LITTER:
            如果 没有检测到人但检测到垃圾:
                转换到 LITTER_ONLY
                记录结束帧 frame_end
                返回检测到丢垃圾事件
            否则如果 没有检测到垃圾:
                转换到 PERSON_ONLY
                
        否则如果 current_state == LITTER_ONLY:
            如果 没有检测到垃圾:
                转换到 NO_PERSON
                
        # 3. 更新状态持续时间
        state_duration += 1
        
        # 4. 状态超时检查
        如果 state_duration > MAX_DURATION:
            重置到初始状态 NO_PERSON
            
        返回 未检测到事件

    方法 检查空间关系(person, litter):
        计算人和垃圾的距离
        返回 距离 < MAX_DISTANCE