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CCGait

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arXiv2023-12-31 更新2024-06-21 收录
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CCGait数据集是由上海科技大学创建的,旨在解决复杂环境下的步态识别问题,特别是服装变化对识别的影响。该数据集包含4824个序列,覆盖了92天的室内外场景,记录了多种服装变化情况。数据集的创建过程中,采用了多种技术手段,如3D人体网格和时空变换器,以捕捉和分析步态特征。CCGait数据集的应用领域包括安全监控、犯罪分析和法医搜索,旨在提高步态识别系统在实际应用中的准确性和鲁棒性。

The CCGait dataset was developed by ShanghaiTech University to address the challenge of gait recognition in complex environments, especially the impact of clothing variations on recognition performance. This dataset consists of 4,824 sequences, covering indoor and outdoor scenarios across 92 consecutive days, and documents various scenarios of clothing changes. Multiple technical methods, including 3D human body meshes and spatio-temporal transformers, were utilized during the dataset's creation to capture and analyze gait features. The application fields of the CCGait dataset include security monitoring, crime analysis, and forensic search, with the objective of improving the accuracy and robustness of gait recognition systems in practical applications.

提供机构:
上海科技大学
创建时间:
2023-12-31
搜集汇总
数据集介绍
CCGait 数据集图片
构建方式
步态识别作为生物特征识别领域的重要分支,因其非接触性与难以伪装的优势而备受关注。然而,现有数据集多局限于实验室环境下短期、固定的衣着变化,难以反映真实世界中随时间与空间推移而自然发生的衣着更迭。为弥补这一空白,CCGait数据集应运而生。该数据集历时92天,在室内外多个高频行人通道部署九台摄像头,以1920×1080分辨率、25帧/秒的速率采集原始视频,总计2208小时。通过FairMOT算法进行行人跟踪,并辅以人工校正,最终得到1495个独立身份、4824条序列。在此基础上,利用ROMP、PoseNet与HRNet-segmentation等先进方法,为每条序列生成3D SMPL参数、2D/3D关键点及2D剪影等多模态步态表征。
特点
CCGait数据集的核心特色在于其前所未有的时空多样性与真实场景挑战。首先,长达92天的采集周期确保了同一身份在不同日期、不同频次下的自然衣着变化,远超以往数据集的时间跨度。其次,数据集融合室内外多种环境,涵盖不同光照条件、行走路线与速度,并包含行人或物体遮挡等复杂干扰,极大提升了数据集的挑战性。尤为重要的是,CCGait提供了包括2D剪影、2D/3D关键点与3D人体网格在内的多模态统计信息,为研究者从多维度分析衣着变化与视角变化对步态特征的耦合影响提供了坚实的数据基础。这些特性共同构成了一个更贴近现实应用需求的评估基准。
使用方法
CCGait数据集专为开放集实例检索任务设计,其使用方式遵循步态识别领域的标准评估协议。数据集被划分为包含1148个身份的训练集与347个身份的测试集,测试集中随机选取每个身份的一至两条序列构成含356条序列的查询集,其余727条序列作为底库。研究者可基于提供的多模态数据,如剪影序列或3D网格,训练并评估步态识别模型。评估指标采用Rank-1与Rank-5识别率、平均精度均值(mAP)及平均逆负惩罚(mINP),以全面衡量模型在衣着变化场景下的检索性能与鲁棒性。该数据集为开发能适应真实世界复杂环境的步态识别系统提供了可靠的验证平台。
背景与挑战
背景概述
步态识别作为一种非接触式、难以伪装的身份识别技术,在安防监控与刑侦取证等领域展现出巨大潜力。然而,现有步态数据集多局限于实验室环境下的短期采集,忽略了真实场景中因时间推移与空间变换所导致的外观持续性变化。为突破这一瓶颈,上海科技大学与复旦大学的研究团队于2024年提出了CCGait数据集,旨在构建首个面向野外环境的换装步态识别基准。该数据集历时92天,涵盖室内外多视角监控视频,包含1495个独立身份与4824条序列,并提供了2D剪影、2D/3D关键点及3D人体网格等多模态统计信息。CCGait的提出填补了长期、自然换装场景下步态数据匮乏的空白,为开发更具鲁棒性的步态识别算法提供了关键支撑。
当前挑战
CCGait数据集所面临的挑战主要体现在两个层面。其一,所解决的领域问题在于换装步态识别中衣着与视角变化的耦合效应:现有方法多依赖固定着装假设或简单融合策略,难以有效解耦外观变化与步态生物特征,导致在长时间跨度、多场景下的识别性能显著下降。其二,构建过程中遭遇了多重困难:数据采集需在92天内持续监控人流密集区域,涉及室内外光照突变、行人遮挡及物体干扰等复杂因素;此外,需对大量原始视频进行精确的人物追踪与身份标注,并利用ROMP与HRNet等模型生成准确的3D人体网格与2D剪影,确保多模态数据的一致性与质量。
常用场景
经典使用场景
在步态识别领域,CCGait数据集专为真实场景下的换装步态识别而设计,其核心应用场景聚焦于跨越长时间跨度与复杂环境变化的个体身份鉴别。该数据集突破了传统实验室数据集仅涵盖短期、固定地点、有限服装变化的局限,通过长达92天的跨时空采集,涵盖了室内外多视角、多光照条件下的行人行走视频,并提供了2D轮廓、2D/3D关键点及3D人体网格等多模态数据。研究者利用CCGait可系统评估和提升步态识别算法对衣物更换、遮挡、光照变化及行走速度差异的鲁棒性,尤其适用于开发能够在监控安防等实际部署环境中稳定运行的换装步态识别系统。
实际应用
CCGait数据集的实际应用价值体现在安防监控、刑侦追踪与长时身份认证等关键领域。在智能视频监控系统中,该数据集训练的模型能够在行人频繁更换衣物、背包或配饰的情况下,依然通过其固有的步态模式实现跨摄像头、跨时间的身份重识别,大幅提升对可疑目标的持续追踪能力。在刑侦场景中,当面部被遮挡或监控图像分辨率不足时,步态作为非接触式生物特征可提供可靠的辅助鉴别信息。此外,CCGait的多模态特性使其适用于人机交互、健康监测等新兴领域,例如通过分析步态变化辅助评估老年人跌倒风险或神经系统疾病进展,展现了从公共安全到医疗健康的广阔应用前景。
衍生相关工作
CCGait数据集的发布催生了一系列具有影响力的后续研究工作。最直接的代表作是HybridGait框架,该工作提出了规范对齐时空变换器(CA-STT)与轮廓引导变形对齐(SilD)策略,在CCGait和Gait3D基准上均取得了当时最优性能。受其启发,后续研究进一步探索了3D人体网格与2D轮廓的深度融合机制,如GaitGCI通过生成式反事实干预解耦服装与步态特征,MTSGait则利用多跳时序切换网络捕捉多尺度运动模式。此外,CCGait的多模态数据还推动了基于图卷积的骨架步态识别方法(如GaitGraph)的改进,以及将预训练视觉-语言模型迁移至步态分析领域的探索。这些衍生工作共同构建了以CCGait为核心的换装步态识别研究生态,持续推动该领域的技术边界。
以上内容由遇见数据集搜集并总结生成
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