丢垃圾视频时间检测 -- 基于状态机的实现

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_PERSONframe_start = Noneframe_end = Nonestate_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