Apprentissage incrémental pour la détection de chute de personnes âgées

International audienceDans ce papier, nous proposons une méthodologie d'évolution supervisée d'un modèle de classification, spécifique à un système de détection de chute de personnes mis au point précédemment. Cette méthodologie met en oeuvre la méthode de détection, un protocole d'apprentissage incrémental ou évolutif, et une méthode d'évaluation et de comparaison des performances, devant conduire à une amélioration des capacités de détection de chutes sur un système embarqué de type caméra intelligente

Définition et implantation matérielle d'un estimateur de mouvement configurable pour la compression vidéo adaptative

L objectif de cette thèse est la conception d une plateforme de compression vidéo de nouvelle génération à haut degré d adaptation vis-à-vis de l environnement. Ce besoin d adaptabilité a plusieurs origines. D une part les systèmes actuels visent à s adapter à la diversité et l hétérogénéité des médias et des terminaux actuels. D autre part, l exploitation de l information contenue dans une scène vidéo dépend de l application visée et des besoins des utilisateurs. Ainsi, l information peut être exploitée de manière complètement inhomogène spatialement ou temporellement. En effet, l exploitation spatiale de la scène peut être irrégulière par définition, par la définition automatique ou manuelle de zones d intérêts dans l image. La qualité de la vidéo, donc de la compression, doit pouvoir s adapter afin de limiter la quantité de donnée à transmettre. Cette qualité est donc dépendante de l évolution de la scène vidéo elle-même. Une architecture matérielle configurable a été proposée dans cette thèse permettant de supporter différents algorithmes de recherche en offrant une précision subpixélique.La synthèse des travaux menés dans ce domaine et la comparaison objective des résultats obtenus par rapport à l'état de l'art. L architecture proposée est synthétisée à base d un FPGA Virtex 6 FPGA, les résultats obtenus pourraient traiter l'estimation du mouvement pixélique avec un flux vidéo haute définition (HD 1080), respectivement à 13 images par seconde en utilisant la stratégie de recherche exhaustive (108K Macroblocs/s) et jusqu'à 223 images par seconde avec la recherche selon un grille en diamant (1,8 M Macroblocs /s). En outre le raffinement subpixélique en quart-pel est réalisé à Macroblocs 232k/ sThe aim of this thesis was to define and implement a hardware architecture of a configurable motion estimation capable of supporting various search strategies with the desired accuracy for adaptive video compression. This need for adaptability had several origins. Firstly, the current systems are designed to adapt to the diversity and heterogeneity of current terminals and media. Secondly, the use of information contained in a video scene depends on the intended applications and user needs. This objective scoring modestly in the challenge offered by the development of digital video requires a faster processing and a high compression ratio.In this thesis, a flexible hardware implementation of the motion estimator which enables the integer motion search algorithms to be modified and the fractional search as well as variable block size to be selected and adjusted. Hence, this novel architecture, especially designed for FPGA targets, proposes high-speed processing for a configuration which supports the variable size blocks and quarter-pelrefinement, as described in H.264. The proposed low-cost architecture based on Virtex 6 FPGA canprocess integer motion estimation on 1080 HD video streams, respectively, at 13 fps using full search strategy (108k Macroblocks/s) and up to 223 fps using diamond search (1.8M Macroblocks/s). Moreover subpel refinement in quarter-pel mode is performed at 232k Macroblocks/sDIJON-BU Doc.électronique (212319901) / SudocSudocFranceF

Détection automatique de chutes de personnes basée sur des descripteurs spatio-temporels (définition de la méthode, évaluation des performances et implantation temps-réel)

Nous proposons une méthode supervisée de détection de chutes de personnes en temps réel, robusteaux changements de point de vue et d environnement. La première partie consiste à rendredisponible en ligne une base de vidéos DSFD enregistrées dans quatre lieux différents et qui comporteun grand nombre d annotations manuelles propices aux comparaisons de méthodes. Nousavons aussi défini une métrique d évaluation qui permet d évaluer la méthode en s adaptant à la naturedu flux vidéo et la durée d une chute, et en tenant compte des contraintes temps réel. Dans unsecond temps, nous avons procédé à la construction et l évaluation des descripteurs spatio-temporelsSTHF, calculés à partir des attributs géométriques de la forme en mouvement dans la scène ainsique leurs transformations, pour définir le descripteur optimisé de chute après une méthode de sélectiond attributs. La robustesse aux changements d environnement a été évaluée en utilisant les SVMet le Boosting. On parvient à améliorer les performances par la mise à jour de l apprentissage parl intégration des vidéos sans chutes enregistrées dans l environnement définitif. Enfin, nous avonsréalisé, une implantation de ce détecteur sur un système embarqué assimilable à une caméra intelligentebasée sur un composant SoC de type Zynq. Une démarche de type Adéquation AlgorithmeArchitecture a permis d obtenir un bon compromis performance de classification/temps de traitementWe propose a supervised approach to detect falls in home environment adapted to location andpoint of view changes. First, we maid publicly available a realistic dataset, acquired in four differentlocations, containing a large number of manual annotation suitable for methods comparison. We alsodefined a new metric, adapted to real-time tasks, allowing to evaluate fall detection performance ina continuous video stream. Then, we build the initial spatio-temporal descriptor named STHF usingseveral combinations of transformations of geometrical features and an automatically optimised setof spatio-temporal descriptors thanks to an automatic feature selection step. We propose a realisticand pragmatic protocol which enables performance to be improved by updating the training in thecurrent location with normal activities records. Finally, we implemented the fall detection in Zynqbasedhardware platform similar to smart camera. An Algorithm-Architecture Adequacy step allowsa good trade-off between performance of classification and processing timeDIJON-BU Doc.électronique (212319901) / SudocSudocFranceF

Définition et étude des performances d'un détecteur de structures curvilinéaires (application à la stéréoscopie et à la détection d'objets filaires)

Les travaux présentés dans ce manuscrit s inscrivent dans le contexte de la mise en correspondance. En effet nous montrons l intérêt de régions spécifiques, les régions curvilinéaires, dans le cadre des applications de mise en correspondances. Dans cette optique, nous avons développé un détecteur spécifique aux régions curvilinéaires. De plus afin de réaliser la mise en correspondance des régions, un descripteur spécifique aux régions curvilinéaires a été développé. L évaluation du descripteur a été réalisée en deux temps. Dans un premier temps, nous avons étudié et comparé les performances de segmentation du détecteur de régions curvilinéaires, notamment dans le contexte de la segmentation des veines de la rétine. Dans un second temps, les performances du détecteur (associés à son descripteur spécifique) en termes de mise en correspondance ont été évaluées. Cette étude a été menée en utilisant la méthode de K. Mikolajczyk, cette méthodologie permet d obtenir à la fois les performances globales du détecteur mais de le comparer avec des détecteurs dit standards . Les applications présentées au sein de ce manuscrit sont, elles aussi, de deux types. Dans un premier temps, nous présentons deux applications de segmentation qui sont : la détection de cordon de colle sur les culasses de moteur avant assemblage ainsi que la détection de l aorte dans des coupes sagittales effectuées à l aide d imageur IRM. Le second type d application est les applications de mise en correspondances. Dans ce champ d application, nous avons proposés l estimation automatique d homographie.The work presented in this paper falls under the domain of matching. In this context, we try to show the interest of using the curvilinear regions in order to enhance the global performance of various matching applications. A brand new detector for curvilinear regions is introduced (CRD), along with the specific curvilinear regions descriptor (CRD) required. Performance evaluations were done in two parts: First, we evaluated and compared the segmentations performances of our detector, in particular on a retina vessels segmentation application. And second, we estimated the matching performances using K. Mykolajczyk toolkit. This methodology helps obtaining intrinsic performances and comparing them to a so-called standard detectors . We prove our CRD robustness against multiple disruptions e.g. viewpoint change, scaling, luminance factor, JPEG compression effect and blurring effect. Moreover we prove that it can complement the standard detectors with a wide range of considerable information. The presented applications can be summed into two types. At first, we present two segmentation applications: Glue line detection on pre-assembled motor cylinder head, as well as the aorta detection in a sagittal cut using MRI images. The second application type concerns matching operations. For this class of application, we propose an automatic homography estimation.DIJON-BU Sciences Economie (212312102) / SudocSudocFranceF

Cascade Boosting Based Object Detection from High Level Description to Hardware Implementation

International audienc

Etude de méthodes de classification et de combinaison de classifieurs pour le contrôle qualité par vision artificielle (application au contrôle de filaments)

DIJON-BU Sciences Economie (212312102) / SudocSudocFranceF

Modélisation de visage en temps réel par stéréovision

La perception de la troisième dimension est rendue possible par différents signaux monoculaires et par la vision binoculaire. L'intérêt pour la vision binoculaire provient de l'emploi croissant de la troisième dimension dans les domaines de vision par ordinateurs, de réalité virtuelle, de l'infographie ou de la robotique. Les traitements se basent souvent sur la stéréovision, technique qui consiste à reconstruire des données en trois dimensions à partir d'acquisitions d'au moins deux prises de vues. Le but principal de ces traitements est de mettre en correspondance les points dans les deux images. Dans le chapitre 1, nous passons en revue les mécanismes de perception de la profondeur grâce à la stéréovision. Nous abordons la notion de disparité et nous l'estimons grâce à des critères géométriques. Ces critères nous permettent de déterminer un réglage optimum du capteur stéréoscopique. Nous montrons que le gradient de disparité peut être utilisé pour la reconnaissance de visages. Nous étudions, dans le chapitre 2, les méthodes qui conduisent au calibrage des caméras. On peut ajouter à cette étape un traitement de rectification des images. Cela permet de mettre en correspondance les lignes des images du couple stéréo, et de travailler dans une dimension seulement. Le chapitre 3 aborde la partie traitement numérique qui permet la recherche des points en correspondance ou points homologues. Nous passons en revue les principales méthodes développées pour la constitution de cartes de profondeur denses. Des tests comparatifs sont réalisés avec une série de visages. Nous en déduisons la méthode appropriée pour une modélisation de visages temps-réel. Nous proposons dans le chapitre 4, une implantation temps-réel, basée sur une approche hybride permettant d'envisager un traitement embarqué. Une version optimisée de l'algorithme de mise en correspondance est proposée. Enfin, nous détaillons les structures matérielles pour réaliser la chaîne algorithmique en temps-réel.DIJON-BU Sciences Economie (212312102) / SudocSudocFranceF

Optimisation conjointe de la taille de stockage et des performances de modèles de classification pour l’authentification de visages

International audienc

Definition of

a model-based detector of curvilinear region