Contextualisation d'un détecteur de piétons (application à la surveillance d'espaces publics)

La démocratisation de la vidéosurveillance intelligente nécessite le développement d outils automatiques et temps réel d analyse vidéo. Parmi ceux-ci, la détection de piétons joue un rôle majeur car de nombreux systèmes reposent sur cette technologie. Les approches classiques de détection de piétons utilisent la reconnaissance de formes et l apprentissage statistique. Elles souffrent donc d une dégradation des performances quand l apparence des piétons ou des éléments de la scène est trop différente de celle étudiée lors de l apprentissage. Pour y remédier, une solution appelée contextualisation du détecteur est étudiée lorsque la caméra est fixe. L idée est d enrichir le système à l aide d informations provenant de la scène afin de l adapter aux situations qu il risque de fréquemment rencontrer. Ce travail a été réalisé en deux temps. Tout d abord, l architecture d un détecteur et les différents outils utiles à sa construction sont présentés dans un état de l art. Puis la problématique de la contextualisation est abordée au travers de diverses expériences validant ou non les pistes d amélioration envisagées. L objectif est d identifier toutes les briques du système pouvant bénéficier de cet apport afin de contextualiser complètement le détecteur. Pour faciliter l exploitation d un tel système, la contextualisation a été entièrement automatisée et s appuie sur des algorithmes d apprentissage semi-supervisé. Une première phase consiste à collecter le maximum d informations sur la scène. Différents oracles sont proposés afin d extraire l apparence des piétons et des éléments du fond pour former une base d apprentissage dite contextualisée. La géométrie de la scène, influant sur la taille et l orientation des piétons, peut ensuite être analysée pour définir des régions, dans lesquelles les piétons, tout comme le fond, restent visuellement proches. Dans la deuxième phase, toutes ces connaissances sont intégrées dans le détecteur. Pour chaque région, un classifieur est construit à l aide de la base contextualisée et fonctionne indépendamment des autres. Ainsi chaque classifieur est entraîné avec des données ayant la même apparence que les piétons qu il devra détecter. Cela simplifie le problème de l apprentissage et augmente significativement les performances du système.With the rise of videosurveillance systems comes a logical need for automatic and real-time processes to analyze the huge amount of generated data. Among these tools, pedestrian detection algorithms are essential, because in videosurveillance locating people is often the first step leading to more complex behavioral analyses. Classical pedestrian detection approaches are based on machine learning and pattern recognition algorithms. Thus they generally underperform when the pedestrians appearance observed by a camera tends to differ too much from the one in the generic training dataset. This thesis studies the concept of the contextualization of such a detector. This consists in introducing scene information into a generic pedestrian detector. The main objective is to adapt it to the most frequent situations and so to improve its overall performances. The key hypothesis made here is that the camera is static, which is common in videosurveillance scenarios.This work is split into two parts. First a state of the art introduces the architecture of a pedestrian detector and the different algorithms involved in its building. Then the problem of the contextualization is tackled and a series of experiments validates or not the explored leads. The goal is to identify every part of the detector which can benefit from the approach in order to fully contextualize it. To make the contextualization process easier, our method is completely automatic and is based on semi-supervised learning methods. First of all, data coming from the scene are gathered. We propose different oracles to detect some pedestrians in order to catch their appearance and to form a contextualized training dataset. Then, we analyze the scene geometry, which influences the size and the orientation of the pedestrians and we divide the scene into different regions. In each region, pedestrians as well as background elements share a similar appearance.In the second step, all this information is used to build the final detector which is composed of several classifiers, one by region. Each classifier independently scans its dedicated piece of image. Thus, it is only trained with a region-specific contextualized dataset, containing less appearance variability than a global one. Consequently, the training stage is easier and the overall detection results on the scene are improved.CLERMONT FD-Bib.électronique (631139902) / SudocSudocFranceF

Création automatique d'un détecteur adapté à la scène

Session "Posters"National audienceCet article se place dans le cadre de la détection temps-réel de piétons à l'aide d'une caméra fixe non calibrée. Plus précisément, il s'agit d'adapter un classifieur au contexte d'une scène. L'approche développée ici repose sur une méthode offline semi-supervisée basée sur l'utilisation d'un oracle. Le rôle de ce dernier est de labelliser automatiquement une vidéo pour obtenir une base d'apprentissage spécialisée. Il est constitué de plusieurs détecteurs, chacun appris sur un signal différent (apparence, segmentation fond/forme, flot optique), dont les réponses sont ensuite fusionnées. Un détecteur final, contextualisé, est ensuite appris sur cette base. Cette méthode est totalement automatique et ne nécessite aucune connaissance a priori de la scène et peut donc être utilisée lors de la phase de déploiement d'un réseau de caméra

Contextualization of a pedestrian detector : application to the monitoring of public spaces

La démocratisation de la « vidéosurveillance intelligente » nécessite le développement d’outils automatiques et temps réel d’analyse vidéo. Parmi ceux-ci, la détection de piétons joue un rôle majeur car de nombreux systèmes reposent sur cette technologie. Les approches classiques de détection de piétons utilisent la reconnaissance de formes et l’apprentissage statistique. Elles souffrent donc d’une dégradation des performances quand l’apparence des piétons ou des éléments de la scène est trop différente de celle étudiée lors de l’apprentissage. Pour y remédier, une solution appelée « contextualisation du détecteur » est étudiée lorsque la caméra est fixe. L’idée est d’enrichir le système à l’aide d’informations provenant de la scène afin de l’adapter aux situations qu’il risque de fréquemment rencontrer. Ce travail a été réalisé en deux temps. Tout d’abord, l’architecture d’un détecteur et les différents outils utiles à sa construction sont présentés dans un état de l’art. Puis la problématique de la contextualisation est abordée au travers de diverses expériences validant ou non les pistes d’amélioration envisagées. L’objectif est d’identifier toutes les briques du système pouvant bénéficier de cet apport afin de contextualiser complètement le détecteur. Pour faciliter l’exploitation d’un tel système, la contextualisation a été entièrement automatisée et s’appuie sur des algorithmes d’apprentissage semi-supervisé. Une première phase consiste à collecter le maximum d’informations sur la scène. Différents oracles sont proposés afin d’extraire l’apparence des piétons et des éléments du fond pour former une base d’apprentissage dite contextualisée. La géométrie de la scène, influant sur la taille et l’orientation des piétons, peut ensuite être analysée pour définir des régions, dans lesquelles les piétons, tout comme le fond, restent visuellement proches. Dans la deuxième phase, toutes ces connaissances sont intégrées dans le détecteur. Pour chaque région, un classifieur est construit à l’aide de la base contextualisée et fonctionne indépendamment des autres. Ainsi chaque classifieur est entraîné avec des données ayant la même apparence que les piétons qu’il devra détecter. Cela simplifie le problème de l’apprentissage et augmente significativement les performances du système.With the rise of videosurveillance systems comes a logical need for automatic and real-time processes to analyze the huge amount of generated data. Among these tools, pedestrian detection algorithms are essential, because in videosurveillance locating people is often the first step leading to more complex behavioral analyses. Classical pedestrian detection approaches are based on machine learning and pattern recognition algorithms. Thus they generally underperform when the pedestrians’ appearance observed by a camera tends to differ too much from the one in the generic training dataset. This thesis studies the concept of the contextualization of such a detector. This consists in introducing scene information into a generic pedestrian detector. The main objective is to adapt it to the most frequent situations and so to improve its overall performances. The key hypothesis made here is that the camera is static, which is common in videosurveillance scenarios.This work is split into two parts. First a state of the art introduces the architecture of a pedestrian detector and the different algorithms involved in its building. Then the problem of the contextualization is tackled and a series of experiments validates or not the explored leads. The goal is to identify every part of the detector which can benefit from the approach in order to fully contextualize it. To make the contextualization process easier, our method is completely automatic and is based on semi-supervised learning methods. First of all, data coming from the scene are gathered. We propose different oracles to detect some pedestrians in order to catch their appearance and to form a contextualized training dataset. Then, we analyze the scene geometry, which influences the size and the orientation of the pedestrians and we divide the scene into different regions. In each region, pedestrians as well as background elements share a similar appearance.In the second step, all this information is used to build the final detector which is composed of several classifiers, one by region. Each classifier independently scans its dedicated piece of image. Thus, it is only trained with a region-specific contextualized dataset, containing less appearance variability than a global one. Consequently, the training stage is easier and the overall detection results on the scene are improved

Contextualisation d'un détecteur de piétons : application à la surveillance d'espaces publics

With the rise of videosurveillance systems comes a logical need for automatic and real-time processes to analyze the huge amount of generated data. Among these tools, pedestrian detection algorithms are essential, because in videosurveillance locating people is often the first step leading to more complex behavioral analyses. Classical pedestrian detection approaches are based on machine learning and pattern recognition algorithms. Thus they generally underperform when the pedestrians’ appearance observed by a camera tends to differ too much from the one in the generic training dataset. This thesis studies the concept of the contextualization of such a detector. This consists in introducing scene information into a generic pedestrian detector. The main objective is to adapt it to the most frequent situations and so to improve its overall performances. The key hypothesis made here is that the camera is static, which is common in videosurveillance scenarios.This work is split into two parts. First a state of the art introduces the architecture of a pedestrian detector and the different algorithms involved in its building. Then the problem of the contextualization is tackled and a series of experiments validates or not the explored leads. The goal is to identify every part of the detector which can benefit from the approach in order to fully contextualize it. To make the contextualization process easier, our method is completely automatic and is based on semi-supervised learning methods. First of all, data coming from the scene are gathered. We propose different oracles to detect some pedestrians in order to catch their appearance and to form a contextualized training dataset. Then, we analyze the scene geometry, which influences the size and the orientation of the pedestrians and we divide the scene into different regions. In each region, pedestrians as well as background elements share a similar appearance.In the second step, all this information is used to build the final detector which is composed of several classifiers, one by region. Each classifier independently scans its dedicated piece of image. Thus, it is only trained with a region-specific contextualized dataset, containing less appearance variability than a global one. Consequently, the training stage is easier and the overall detection results on the scene are improved.La démocratisation de la « vidéosurveillance intelligente » nécessite le développement d’outils automatiques et temps réel d’analyse vidéo. Parmi ceux-ci, la détection de piétons joue un rôle majeur car de nombreux systèmes reposent sur cette technologie. Les approches classiques de détection de piétons utilisent la reconnaissance de formes et l’apprentissage statistique. Elles souffrent donc d’une dégradation des performances quand l’apparence des piétons ou des éléments de la scène est trop différente de celle étudiée lors de l’apprentissage. Pour y remédier, une solution appelée « contextualisation du détecteur » est étudiée lorsque la caméra est fixe. L’idée est d’enrichir le système à l’aide d’informations provenant de la scène afin de l’adapter aux situations qu’il risque de fréquemment rencontrer. Ce travail a été réalisé en deux temps. Tout d’abord, l’architecture d’un détecteur et les différents outils utiles à sa construction sont présentés dans un état de l’art. Puis la problématique de la contextualisation est abordée au travers de diverses expériences validant ou non les pistes d’amélioration envisagées. L’objectif est d’identifier toutes les briques du système pouvant bénéficier de cet apport afin de contextualiser complètement le détecteur. Pour faciliter l’exploitation d’un tel système, la contextualisation a été entièrement automatisée et s’appuie sur des algorithmes d’apprentissage semi-supervisé. Une première phase consiste à collecter le maximum d’informations sur la scène. Différents oracles sont proposés afin d’extraire l’apparence des piétons et des éléments du fond pour former une base d’apprentissage dite contextualisée. La géométrie de la scène, influant sur la taille et l’orientation des piétons, peut ensuite être analysée pour définir des régions, dans lesquelles les piétons, tout comme le fond, restent visuellement proches. Dans la deuxième phase, toutes ces connaissances sont intégrées dans le détecteur. Pour chaque région, un classifieur est construit à l’aide de la base contextualisée et fonctionne indépendamment des autres. Ainsi chaque classifieur est entraîné avec des données ayant la même apparence que les piétons qu’il devra détecter. Cela simplifie le problème de l’apprentissage et augmente significativement les performances du système

Effects of glyphosate application and nitrogen fertilization on the soil and the consequences on aboveground and belowground interactions

International audienceThe application of nitrogen (N) and herbicides are commonly used to fertilize crops and protect them against weed development, but are also considered as soil and environment pollutants. Even so, the individual and combined non-target effects of N fertilizers and herbicides on multitrophic interactions within agrosystems are not well known. From soil samples collected in the field, we examined the effects of the direct application of glyphosate and/or N fertilization on microbial activities and soil nutrient status. In addition, we investigated the increase in biomass and, nutrient acquisition of the bean (Phaseolus vulgaris) and the consequences of the applications of N and glyphosate on the performance of the herbivore aphid (Aphis fabae). From soils that did (N +) or did not receive (NO) synthetic N fertilization over a 6-year period, we assessed the effects of glyphosate (CK, without glyphosate; FR, field rate of glyphosate) and N fertilization (N +, with N fertilization; NO, without N fertilization) applications in a mesocosm experiment for 75-days. Following the 75 day treatment, the biological and physiological consequences, both belowground and aboveground were determined. The growth of arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) and dehydrogenase activity, were negatively affected following N + fertilization and the application of the FR of glyphosate, while in the absence of glyphosate, alkaline phosphatase (AIP) activity was reduced. Functional microbial responses were unaffected by both. N and glyphosate, even when applied in combination. Conversely, the N fertilization significantly increased the nitrate content (NO3-) in,the CK soils and the total N in the FR soils, compared to CK/NO and FR/NO soils. The combined effects of glyphosate and nitrogen fertilization (FR/N +) significantly decreased the soil C:N ratio, but significantly increased nitrification compared to CK/NO and FR/NO soils. The FR/N + treatments positively affected plant performance, improving the total chlorophyll, sucrose, ammonium, amino acid content, and pod biomass, compared to the CK/NO and FR/NO soils. Unlike glyphosate, which did not appear to exert an effect when applied alone or in combination, N fertilization significantly increased aphid nymph survival. The non-metric multidimensional scale allowed us to establish belowground and aboveground interactions with glyphosate and N fertilization. We conclude that glyphosate and N fertilization have negative effects on soil microflora and potential pests, but do not necessarily affect belowground and aboveground interactions, and may offer equal or superior benefits to crop productivity

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