Shape representation and coding of visual objets in multimedia applications — An overview

Emerging multimedia applications have created the need for new functionalities in digital communications. Whereas existing compression standards only deal with the audio-visual scene at a frame level, it is now necessary to handle individual objects separately, thus allowing scalable transmission as well as interactive scene recomposition by the receiver. The future MPEG-4 standard aims at providing compression tools addressing these functionalities. Unlike existing frame-based standards, the corresponding coding schemes need to encode shape information explicitly. This paper reviews existing solutions to the problem of shape representation and coding. Region and contour coding techniques are presented and their performance is discussed, considering coding efficiency and rate-distortion control capability, as well as flexibility to application requirements such as progressive transmission, low-delay coding, and error robustnes

Disentangling and modeling interactions in fish with burst-and-coast swimming reveal distinct alignment and attraction behaviors

We combine extensive data analyses with a modeling approach to measure, disentangle, and reconstruct the actual functional form of interactions involved in the coordination of swimming in Rummy-nose tetra (Hemigrammus rhodostomus). This species of fish performs burst-and-coast swimming behavior that consists of sudden heading changes combined with brief accelerations followed by quasi-passive, straight decelerations. We quantify the spontaneous stochastic behavior of a fish and the interactions that govern wall avoidance and the attraction and alignment to a neighboring fish, the latter by exploiting general symmetry constraints for the interactions. In contrast with previous experimental works, we find that both attraction and alignment behaviors control the reaction of fish to a neighbor. We then exploit these results to build a model of spontaneous burst-and-coast swimming and interactions of fish, with all parameters being estimated or directly measured from experiments. This model quantitatively reproduces the key features of the motion and spatial distributions observed in experiments with a single fish and with two fish. This demonstrates the power of our method that exploits large amounts of data for disentangling and fully characterizing the interactions that govern collective behaviors in animals groups. Moreover, we introduce the notions of "dumb" and "intelligent" active matter and emphasize and clarify the strong differences between them.Comment: Supplementary Information (PDF text + 5 videos) can be downloaded at http://www.lpt.ups-tlse.fr/spip.php?action=acceder_document&arg=2240&cle=f7d43896e78b1b15dff009dc7769eac3c956c76a&file=zip%2FSI_Web.zi

MASCOT : metadata for advanced scalable video coding tools : final report

The goal of the MASCOT project was to develop new video coding schemes and tools that provide both an increased coding efficiency as well as extended scalability features compared to technology that was available at the beginning of the project. Towards that goal the following tools would be used: - metadata-based coding tools; - new spatiotemporal decompositions; - new prediction schemes. Although the initial goal was to develop one single codec architecture that was able to combine all new coding tools that were foreseen when the project was formulated, it became clear that this would limit the selection of the new tools. Therefore the consortium decided to develop two codec frameworks within the project, a standard hybrid DCT-based codec and a 3D wavelet-based codec, which together are able to accommodate all tools developed during the course of the project

Crowd detection and counting using a static and dynamic platform: state of the art

Automated object detection and crowd density estimation are popular and important area in visual surveillance research. The last decades witnessed many significant research in this field however, it is still a challenging problem for automatic visual surveillance. The ever increase in research of the field of crowd dynamics and crowd motion necessitates a detailed and updated survey of different techniques and trends in this field. This paper presents a survey on crowd detection and crowd density estimation from moving platform and surveys the different methods employed for this purpose. This review category and delineates several detections and counting estimation methods that have been applied for the examination of scenes from static and moving platforms

Automatic object classification for surveillance videos.

PhDThe recent popularity of surveillance video systems, specially located in urban scenarios, demands the development of visual techniques for monitoring purposes. A primary step towards intelligent surveillance video systems consists on automatic object classification, which still remains an open research problem and the keystone for the development of more specific applications. Typically, object representation is based on the inherent visual features. However, psychological studies have demonstrated that human beings can routinely categorise objects according to their behaviour. The existing gap in the understanding between the features automatically extracted by a computer, such as appearance-based features, and the concepts unconsciously perceived by human beings but unattainable for machines, or the behaviour features, is most commonly known as semantic gap. Consequently, this thesis proposes to narrow the semantic gap and bring together machine and human understanding towards object classification. Thus, a Surveillance Media Management is proposed to automatically detect and classify objects by analysing the physical properties inherent in their appearance (machine understanding) and the behaviour patterns which require a higher level of understanding (human understanding). Finally, a probabilistic multimodal fusion algorithm bridges the gap performing an automatic classification considering both machine and human understanding. The performance of the proposed Surveillance Media Management framework has been thoroughly evaluated on outdoor surveillance datasets. The experiments conducted demonstrated that the combination of machine and human understanding substantially enhanced the object classification performance. Finally, the inclusion of human reasoning and understanding provides the essential information to bridge the semantic gap towards smart surveillance video systems

Place and Object Recognition for Real-time Visual Mapping

Este trabajo aborda dos de las principales dificultades presentes en los sistemas actuales de localización y creación de mapas de forma simultánea (del inglés Simultaneous Localization And Mapping, SLAM): el reconocimiento de lugares ya visitados para cerrar bucles en la trajectoria y crear mapas precisos, y el reconocimiento de objetos para enriquecer los mapas con estructuras de alto nivel y mejorar la interación entre robots y personas. En SLAM visual, las características que se extraen de las imágenes de una secuencia de vídeo se van acumulando con el tiempo, haciendo más laboriosos dos de los aspectos de la detección de bucles: la eliminación de los bucles incorrectos que se detectan entre lugares que tienen una apariencia muy similar, y conseguir un tiempo de ejecución bajo y factible en trayectorias largas. En este trabajo proponemos una técnica basada en vocabularios visuales y en bolsas de palabras para detectar bucles de manera robusta y eficiente, centrándonos en dos ideas principales: 1) aprovechar el origen secuencial de las imágenes de vídeo, y 2) hacer que todo el proceso pueda funcionar a frecuencia de vídeo. Para beneficiarnos del origen secuencial de las imágenes, presentamos una métrica de similaridad normalizada para medir el parecido entre imágenes e incrementar la distintividad de las detecciones correctas. A su vez, agrupamos los emparejamientos de imágenes candidatas a ser bucle para evitar que éstas compitan cuando realmente fueron tomadas desde el mismo lugar. Finalmente, incorporamos una restricción temporal para comprobar la coherencia entre detecciones consecutivas. La eficiencia se logra utilizando índices inversos y directos y características binarias. Un índice inverso acelera la comparación entre imágenes de lugares, y un índice directo, el cálculo de correspondencias de puntos entre éstas. Por primera vez, en este trabajo se han utilizado características binarias para detectar bucles, dando lugar a una solución viable incluso hasta para decenas de miles de imágenes. Los bucles se verifican comprobando la coherencia de la geometría de las escenas emparejadas. Para ello utilizamos varios métodos robustos que funcionan tanto con una como con múltiples cámaras. Presentamos resultados competitivos y sin falsos positivos en distintas secuencias, con imágenes adquiridas tanto a alta como a baja frecuencia, con cámaras frontales y laterales, y utilizando el mismo vocabulario y la misma configuración. Con descriptores binarios, el sistema completo requiere 22 milisegundos por imagen en una secuencia de 26.300 imágenes, resultando un orden de magnitud más rápido que otras técnicas actuales. Se puede utilizar un algoritmo similar al de reconocimiento de lugares para resolver el reconocimiento de objetos en SLAM visual. Detectar objetos en este contexto es particularmente complicado debido a que las distintas ubicaciones, posiciones y tamaños en los que se puede ver un objeto en una imagen son potencialmente infinitos, por lo que suelen ser difíciles de distinguir. Además, esta complejidad se multiplica cuando la comparación ha de hacerse contra varios objetos 3D. Nuestro esfuerzo en este trabajo está orientado a: 1) construir el primer sistema de SLAM visual que puede colocar objectos 3D reales en el mapa, y 2) abordar los problemas de escalabilidad resultantes al tratar con múltiples objetos y vistas de éstos. En este trabajo, presentamos el primer sistema de SLAM monocular que reconoce objetos 3D, los inserta en el mapa y refina su posición en el espacio 3D a medida que el mapa se va construyendo, incluso cuando los objetos dejan de estar en el campo de visión de la cámara. Esto se logra en tiempo real con modelos de objetos compuestos por información tridimensional y múltiples imágenes representando varios puntos de vista del objeto. Después nos centramos en la escalabilidad de la etapa del reconocimiento de los objetos 3D. Presentamos una técnica rápida para segmentar imágenes en regiones de interés para detectar objetos pequeños o lejanos. Tras ello, proponemos sustituir el modelo de objetos de vistas independientes por un modelado con una única bolsa de palabras de características binarias asociadas a puntos 3D. Creamos también una base de datos que incorpora índices inversos y directos para aprovechar sus ventajas a la hora de recuperar rápidamente tanto objetos candidatos a ser detectados como correspondencias de puntos, tal y como hacían en el caso de la detección de bucles. Los resultados experimentales muestran que nuestro sistema funciona en tiempo real en un entorno de escritorio con cámara en mano y en una habitación con una cámara montada sobre un robot autónomo. Las mejoras en el proceso de reconocimiento obtienen resultados satisfactorios, sin detecciones erróneas y con un tiempo de ejecución medio de 28 milisegundos por imagen con una base de datos de 20 objetos 3D

State of the art in 2D content representation and compression

Livrable D1.3 du projet ANR PERSEECe rapport a été réalisé dans le cadre du projet ANR PERSEE (n° ANR-09-BLAN-0170). Exactement il correspond au livrable D3.1 du projet