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Modélisation et comparaison de la démarche de personnes à partir de séquences vidéo monoculaires
Doctorat
Frédéric Jean
Robert Bergevin (Directeur)
Problème:

Le suivi de personnes par un système informatique avec caméras est l'objet de beaucoup de travaux depuis quelques temps. Plusieurs techniques ont été développées pour tenter de résoudre ce problème. Cependant, ces méthodes ne sont pas toujours réalistes et nécessitent bien souvent un environnement contraint en plus de la coopération des personnes observées. Il serait donc intéressant de pouvoir suivre et éventuellement reconnaître des personnes à l'aide de critères plus naturels et des méthodes moins invasives telles que l'observation de la démarche des personnes. La démarche d'une personne est caractérisée par les mouvements effectués dans le temps par le corps et les membres lors de la marche. Par conséquent, le problème consiste en un premier temps à localiser et à suivre automatiquement les principaux membres d'une personne à partir d'une séquence vidéo monoculaire. Un modèle de la démarche est alors construit à partir des trajectoires des membres. Ce modèle est finalement comparé aux modèles existants afin de déterminer si la personne actuellement observée à déjà été observée auparavant.

Motivation:

Ce projet fait suite au travail effectué dans le cadre du projet MONNET (Monitoring of Extended Premises: Tracking Pedestrians Using a Network of Loosely Coupled Cameras). L'objectif premier de ce projet était de développer un système de vision par ordinateur permettant de suivre en temps réel des personnes dans divers endroits pour des fins de surveillance et de sécurité. Le système consiste en un réseau de caméras reliées à des noeuds de calculs faiblement couplés qui peuvent communiquer entre eux les informations dont ils disposent afin d'effectuer la reconnaissance et le suivi de personnes.

Approche:

Les membres comportant le plus d'information sur le mouvement effectué par une personne qui marche sont les extrémités, c'est-à-dire la tête, les mains et les pieds. Puisque le mouvement des mains n'est pas contraint lors de la marche, seulement la tête et les pieds seront localisés et suivis. Par la suite, une procédure de normalisation sera développée afin de rectifier la trajectoire des pieds et de la tête. Cette procédure est nécessaire pour obtenir une invariance à la vue et aux changements de direction dans la marche. Finalement, plusieurs caractéristiques de la démarche seront extraites de la trajectoire normalisée des pieds et de la tête afin de construire des modèles de la démarche des personnes observée. Plusieurs types de modèles de la démarche seront testés et leur potentiel de discrimination sera analysé et comparé.

Défis:

Un système permettant de modéliser et de comparer des personnes par leur démarche n'est pas simple à concevoir puisqu'il doit fonctionner en temps réel et être pourvu d'une certaine robustesse, et ce avec un minimum de contraintes. Le système comportera en effet plusieurs modules qui doivent s'exécuter les uns après les autres dans un temps minimal pour chacune des images d'une séquence vidéo. Le système sera confronté à diverses situations telles que les différences de distance des personnes par rapport aux caméras, les différents points de vue dans lesquelles seront perçues les personnes, le bruit de la soustraction de l'arrière-plan, etc. Toutes ces situations complexifieront la tâche de suivre les principaux membres d'une personne et de modéliser leur démarche.

Applications:

L'approche proposée permettra de modéliser et de comparer des personnes par leur démarche dans divers environnements pour des applications particulières. Une de ces applications est la surveillance dans des endroits publics afin de suivre le déplacement des personnes. L'intégration de l'approche proposée dans une interface homme-machine d'un système intelligent pourrait être aussi une application possible. Finalement, cette approche pourrait être utilisée dans un système d'authentification de personnes pour l'accès à des lieux restreints.

Calendrier:

Mai 2005 - Mai 2009

Dernière modification: Apr 15 2009 4:59PM par fjean

     
   
   

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