Analyse du mouvement dans les vidéos et Suivi d objets

Documents pareils
Traitement bas-niveau

Analyse de la vidéo. Chapitre La modélisation pour le suivi d objet. 10 mars Chapitre La modélisation d objet 1 / 57


Sujet de thèse : Suivi d objets en mouvement dans une séquence vidéo

Master IMA - UMPC Paris 6 RDMM - Année Fiche de TP

Dan Istrate. Directeur de thèse : Eric Castelli Co-Directeur : Laurent Besacier

Projet de Traitement du Signal Segmentation d images SAR

Géométrie discrète Chapitre V

MODE D EMPLOI DU LOGICIEL LIGNES DE TEMPS A partir du film La Mort aux trousses d Alfred Hitchcock

M2R IMA UE CONF Présentation

Utilisation du logiciel ImageJ gratuit

Apprentissage Automatique

Introduction au Data-Mining

Efficace et ciblée : La surveillance des signaux de télévision numérique (2)

MIEUX CONNAÎTRE LES HANDICAPS, ADAPTER SON COMPORTEMENT

Étude des Corrélations entre Paramètres Statiques et Dynamiques des Convertisseurs Analogique-Numérique en vue d optimiser leur Flot de Test

M1 Informatique, Réseaux Cours 9 : Réseaux pour le multimédia

Cours d Acoustique. Niveaux Sonores Puissance, Pression, Intensité

Exposition. VLR plongée e commission photo

Modélisation du comportement habituel de la personne en smarthome

Une fréquence peut-elle être instantanée?

L analyse d images regroupe plusieurs disciplines que l on classe en deux catégories :

Le risque Idiosyncrasique

INTRODUCTION GENERALE AU MARKETING

Fête de la science Initiation au traitement des images

Détection de têtes dans un nuage de points 3D à l aide d un modèle de mélange sphérique

Intérêt du découpage en sous-bandes pour l analyse spectrale

La visio-conférence holographique : Pourquoi? Comment?

MASTER D INFORMATIQUE

Compression et Transmission des Signaux. Samson LASAULCE Laboratoire des Signaux et Systèmes, Gif/Yvette

chargement d amplitude variable à partir de mesures Application à l approche fiabiliste de la tolérance aux dommages Modélisation stochastique d un d

1. Comportement envers l homme au standard/à la mesure

Opérations de base sur ImageJ

CHAPITRE. Le mouvement en deux dimensions CORRIGÉ DES EXERCICES

µrv : Realité Virtuelle

(In)sécurité de la Voix sur IP [VoIP]

Chapitre 2 Caractéristiques des ondes

Une offre performante, la clé du succès Techniques Marketing pour PME, TPE et Indépendant

FIDELISER LES CLIENTS GRACE A DES OUTILS ADAPTES

Atelier du 25 juin «Les bonnes pratiques dans l ing» Club

Immersion - Vision 3D dans la RV.

http ://

Stratégies marketing. Augmenter sa créativité en période de changement. Journée d information sur les cultures ornementales en serre Novembre 2009

AÉRIENNE UNE STRATÉGI. Organisation. n de l aviation. Montréal, SOMMAIRE et à moyen terme. la surveillance. fusion de. tions du 5.3.

TP SIN Traitement d image

Intérêts et limites de la vidéo-surveillance intelligente pour la Sécurité Globale

Utilisation des Points d Intérêts Couleurs pour le Suivi d Objets

TP Modulation Démodulation BPSK

Scanner acoustique NoiseScanner

Méthodologie des projets de communication

Système de détection d intrusions périmétrique par câble enterré INTREPID TM

Spectrophotométrie. Spectrophotomètre CCD2. Réf : Version 1.0. Français p 2. Version : 4105

Observer TP Ondes CELERITE DES ONDES SONORES

Cours 1 : Qu est-ce que la programmation?

Les Réseaux sans fils : IEEE F. Nolot

En quelques mots. 8 millions de profils Opt-In et qualifiés. nos fichiers exclusifs contiennent

3 Bees Online SAS ACEOS 2014

Chapitre I La fonction transmission

Objectifs. Clustering. Principe. Applications. Applications. Cartes de crédits. Remarques. Biologie, Génomique

Pack Fifty+ Normes Techniques 2013

Livrable 2.1 Rapport d analyse et de restructuration de code monothread des modules P, T, Q et F de l encodage MPEG-4 AVC

Tests de comparaison de moyennes. Dr Sahar BAYAT MASTER 1 année UE «Introduction à la biostatistique»

Hiver 2013 IMN 259. Introduction à l analyse d images. Par Pierre-Marc Jodoin

Contributions à l expérimentation sur les systèmes distribués de grande taille

Spécifications Techniques - Tablettes

Vidéo Protection La R82

Statistiques Descriptives à une dimension

CREER UN ENREGISTREMENT DANS LA ZONE DNS DU DOMAINE

Introduction à l approche bootstrap

Introduction à l informatique temps réel Pierre-Yves Duval (cppm)

Programme scientifique Majeure INTELLIGENCE NUMERIQUE. Mentions Image et Réalité Virtuelle Intelligence Artificielle et Robotique

Enregistrement et transformation du son. S. Natkin Novembre 2001

Projet Matlab/Octave : segmentation d'un ballon de couleur dans une image couleur et insertion d'un logo

Microscopie de fluorescence Etat de l art

Hélène Lœvenbruck, Christophe Savariaux, Dorothée Lefebvre

basée sur le cours de Bertrand Legal, maître de conférences à l ENSEIRB Olivier Augereau Formation UML

Mesure agnostique de la qualité des images.

Programmation Linéaire - Cours 1

Régression linéaire. Nicolas Turenne INRA

QoS et Multimédia SIR / RTS. Introduction / Architecture des applications multimédia communicantes

Formation e-publicité

كر اس الشروط الفني ة اخلاص ة

Projet de traitement d'image - SI 381 reconstitution 3D d'intérieur à partir de photographies

données en connaissance et en actions?

Quantification Scalaire et Prédictive

* très facile ** facile *** difficulté moyenne **** difficile ***** très difficile I : Incontournable T : pour travailler et mémoriser le cours

Analyses psychoacoustiques dans ArtemiS SUITE

Programmation Par Contraintes

L'intelligence en mouvement. Caméras AUTODOME 7000 avec fonction de suivi intelligent

William Pezet

Teste et mesure vos réseaux et vos applicatifs en toute indépendance

Antenne amplifiée d intérieure SRT ANT 10 ECO

Contribution à la conception par la simulation en électronique de puissance : application à l onduleur basse tension

SYSTEME DE PALPAGE A TRANSMISSION RADIO ETUDE DU RECEPTEUR (MI16) DOSSIER DE PRESENTATION. Contenu du dossier :

Chapitre 7 - Relativité du mouvement

N. Paparoditis, Laboratoire MATIS

Les différents parcours en S4

Objectifs quantitatifs : Générer des flux prospectifs Développer les admissions parallèles

Codage vidéo par block matching adaptatif

LES OUTILS DE FIDÉLISATION

Transcription:

Analyse du mouvement dans les vidéos et Suivi d objets Aurélie Bugeau Enseirb-Matmeca, IPB Aurélie Bugeau (Enseirb-Matmeca, IPB) Analyse des vidéos 1 / 45

Introduction Vidéo Séquence d images Chaque image pourrait être traitée indépendamment Pourquoi l analyse de vidéo? Cohérence temporelle Temps de calcul Mouvement : information supplémentaire Aurélie Bugeau (Enseirb-Matmeca, IPB) Analyse des vidéos 2 / 45

Introduction Que peut on faire? Calculer le mouvement Détecter les objets en mouvement Segmentation de mouvement Suivre les objets Aurélie Bugeau (Enseirb-Matmeca, IPB) Analyse des vidéos 3 / 45

Détection des objets en mouvement Plan Détection des objets en mouvement Extraction des objets à partir de la carte de mouvement Flot optique Segmentation de mouvement Detect-before-track Suivi basé sur les distributions Segmentation dynamique Aurélie Bugeau (Enseirb-Matmeca, IPB) Analyse des vidéos 4 / 45

Détection des objets en mouvement Détection des objets en mouvement 1. (quels pixels ont changé) 2. Extraction des objets à partir de la carte de mouvement Aurélie Bugeau (Enseirb-Matmeca, IPB) Analyse des vidéos 5 / 45

Détection des objets en mouvement Objectif : identifier dans chaque image quels pixels ont bougé i.e. quels pixels appartiennent à des objets mobiles Aurélie Bugeau (Enseirb-Matmeca, IPB) Analyse des vidéos 6 / 45

Détection des objets en mouvement Objectif : identifier dans chaque image quels pixels ont bougé i.e. quels pixels appartiennent à des objets mobiles Aurélie Bugeau (Enseirb-Matmeca, IPB) Analyse des vidéos 7 / 45

Détection des objets en mouvement Détection des objets en mouvement Identifier dans chaque image quels pixels ont bougé ou J(x, y, t) = I(x, y, t) I(x, y, t 1) J(x, y, t) = I(x, y, t) I ref (x, y, t) Si J(x, y, t) 0 alors le pixel a bougé Sinon pas de mouvement. Aurélie Bugeau (Enseirb-Matmeca, IPB) Analyse des vidéos 8 / 45

Détection des objets en mouvement Identifier dans chaque image quels pixels ont bougé J(x, y, t) = I(x, y, t) I ref (x, y, t) Aurélie Bugeau (Enseirb-Matmeca, IPB) Analyse des vidéos 9 / 45

Détection des objets en mouvement Détection des objets en mouvement Identifier dans chaque image quels pixels ont bougé J(x, y, t) = I(x, y, t) I(x, y, t 1) Aurélie Bugeau (Enseirb-Matmeca, IPB) Analyse des vidéos 10 / 45

Détection des objets en mouvement Détection des objets en mouvement Identifier dans chaque image quels pixels ont bougé ou J(x, y, t) = I(x, y, t) I(x, y, t 1) J(x, y, t) = I(x, y, t) I ref (x, y, t) Si J(x, y, t) 0 alors le pixel a bougé Sinon pas de mouvement. En pratique, utilisation d un seuil (Si J(x, y, t) < τ). Aurélie Bugeau (Enseirb-Matmeca, IPB) Analyse des vidéos 11 / 45

Détection des objets en mouvement Identifier dans chaque image quels pixels ont bougé J(x, y, t) = I(x, y, t) I ref (x, y, t) τ = 0 τ = 20 τ = 50 τ = 100 Aurélie Bugeau (Enseirb-Matmeca, IPB) Analyse des vidéos 12 / 45

Détection des objets en mouvement Limitation : difficulté du choix du seuil, de la fréquence D(n) = I(x, y, t + n) I(x, y, t) Aurélie Bugeau (Enseirb-Matmeca, IPB) Analyse des vidéos 13 / 45

Détection des objets en mouvement Utilisation de trois images : Aurélie Bugeau (Enseirb-Matmeca, IPB) Analyse des vidéos 14 / 45

Détection des objets en mouvement Contraintes (sans seuil) Caméra fixe Illumination constante Environnement contrôlé Capteur parfait Contraintes (avec seuil) Caméra bougeant lentement Faible variation d éclairement Bruits de capteur Environnement non contrôlé nécessité d estimer le mouvement ou d apprendre le fond Aurélie Bugeau (Enseirb-Matmeca, IPB) Analyse des vidéos 15 / 45

Détection des objets en mouvement Soustraction de fond Différence d images limitée à des séquences simples Estimation statistique en chaque pixel Moyenne arithmétique des n derniéres images (coûteux) Moyenne récursive (M(x, y, t) = αi(x, y, t) + (1 α)m(x, y, t 1)) Modèle gaussien ou GMM (variance et moyenne récursive) C. Stauffer and E. Grimson, "Adaptive Background Mixture Models for Real-time Tracking," CVPR, 1999. Aurélie Bugeau (Enseirb-Matmeca, IPB) Analyse des vidéos 16 / 45

Détection des objets en mouvement Soustraction de fond 1 1. Source : Massimo Piccardi Aurélie Bugeau (Enseirb-Matmeca, IPB) Analyse des vidéos 17 / 45

Détection des objets en mouvement Extraction des objets à partir de la carte de mouvement Détection des objets en mouvement Extraction des objets à partir de la carte de mouvement 1. Extraction des composantes connexes, suppression des pixels parasites 2. Etiquetage des composantes connexes Aurélie Bugeau (Enseirb-Matmeca, IPB) Analyse des vidéos 18 / 45

Détection des objets en mouvement Extraction des objets à partir de la carte de mouvement Extraction des objets à partir de la carte de mouvement Extraction des composantes connexes Opérateurs morphologiques (érosion, dilatation) Erosion : supprime les pixels isolés Dilatation : renforce les groupes denses de pixels Ouverture morphologique : érosion puis dilatation Fermeture morphologique : dilatation puis érosion Aurélie Bugeau (Enseirb-Matmeca, IPB) Analyse des vidéos 19 / 45

Détection des objets en mouvement Extraction des objets à partir de la carte de mouvement Opérateurs morphologiques Erosion Aurélie Bugeau (Enseirb-Matmeca, IPB) Analyse des vidéos 20 / 45

Détection des objets en mouvement Extraction des objets à partir de la carte de mouvement Opérateurs morphologiques Dilatation Aurélie Bugeau (Enseirb-Matmeca, IPB) Analyse des vidéos 21 / 45

Détection des objets en mouvement Extraction des objets à partir de la carte de mouvement Détection des objets en mouvement Extraction des objets à partir de la carte de mouvement 1. Extraction des composantes connexes, suppression des pixels parasites 2. Etiquetage des composantes connexes Aurélie Bugeau (Enseirb-Matmeca, IPB) Analyse des vidéos 22 / 45

Flot optique Plan Détection des objets en mouvement Flot optique Segmentation de mouvement Detect-before-track Suivi basé sur les distributions Segmentation dynamique Aurélie Bugeau (Enseirb-Matmeca, IPB) Analyse des vidéos 23 / 45

Flot optique Flot optique Flot optique = Champ de déplacement Hypothèse de conservation de l intensité : I(x, y, t) = I(x + δ x, y + δ y, t 1) Aurélie Bugeau (Enseirb-Matmeca, IPB) Analyse des vidéos 24 / 45

Flot optique Flot optique Block matching Equation du flot optique (ECMA : équation de contrainte du mouvement apparent) I(x, y, t) = I(x + δ x, y + δ y, t + δt) I(x, y, t) + δi δi δi.δx +.δy + δx δy δt.δt (Taylor) δi δx.δx δt + δi δy.δx δt + δi δt = 0 I.v + δi δt = 0 Aurélie Bugeau (Enseirb-Matmeca, IPB) Analyse des vidéos 25 / 45

Flot optique Flot optique I.v + δi δt = 0 Lucas & Kanade Champ de mouvement constant sur des petites régions v = arg min [ I(m, t).v + I t (m, t)] 2 v p Ω Résolution par moindres carrés Aurélie Bugeau (Enseirb-Matmeca, IPB) Analyse des vidéos 26 / 45

Segmentation de mouvement Plan Détection des objets en mouvement Flot optique Segmentation de mouvement Detect-before-track Suivi basé sur les distributions Segmentation dynamique Aurélie Bugeau (Enseirb-Matmeca, IPB) Analyse des vidéos 27 / 45

Segmentation de mouvement Segmentation de mouvement Aurélie Bugeau (Enseirb-Matmeca, IPB) Analyse des vidéos 28 / 45

Segmentation de mouvement Suivi d objets dans des vidéos Aurélie Bugeau Enseirb, IPB Aurélie Bugeau (Enseirb, IPB) Analyse des vidéos 29 / 45

Introduction Introduction Suivi temporel, de points, d objets segmentés ou de boîtes englobants des objets. Suivi temporel À partir des positions de l objet dans les images précédentes, trouver la position de l objet dans la nouvelle image 2 2. Source : Alain Boucher - IFI Aurélie Bugeau (Enseirb, IPB) Analyse des vidéos 30 / 45

Introduction Introduction Suivi temporel, de points, d objets segmentés ou de boîtes englobants des objets. Difficultés Zoom Occultations Changement d apparence Mouvement de la caméra Objets non rigides Aurélie Bugeau (Enseirb, IPB) Analyse des vidéos 31 / 45

Introduction Introduction 3 catégories : 1. Detect-before-track 2. Suivi basé sur les distributions 3. Segmentation dynamique Aurélie Bugeau (Enseirb, IPB) Analyse des vidéos 32 / 45

Detect-before-track Plan Détection des objets en mouvement Flot optique Segmentation de mouvement Detect-before-track Suivi basé sur les distributions Segmentation dynamique Aurélie Bugeau (Enseirb, IPB) Analyse des vidéos 33 / 45

Detect-before-track Detect-before-track Mise en correspondance de l objet suivi à t 1 avec les objets détectés à l instant t 3 Critères d appariement Visuels : taille, couleur, forme... Spatiaux : distance entre centres... 3. Source : Rémi Mégret Aurélie Bugeau (Enseirb, IPB) Analyse des vidéos 34 / 45

Detect-before-track Block Matching 4 4. Source : Alain Boucher - IFI Aurélie Bugeau (Enseirb, IPB) Analyse des vidéos 35 / 45

Detect-before-track Utilisation du mouvement Mouvement permet de prédire la nouvelle position de l objet 5 Prédiction Flot optique Vitesse constante, accélération constante... Appariement Recherche dans un voisinage autour de la prédiction Méthodes de filtrage 5. Source : Elise Arnaud Aurélie Bugeau (Enseirb, IPB) Analyse des vidéos 36 / 45

Méthodes de filtrage Detect-before-track 6 2 étapes 1. Prédiction 2. Correction à l aide d une mesure 6. Source : Alain Boucher - IFI Aurélie Bugeau (Enseirb, IPB) Analyse des vidéos 37 / 45

Méthodes de filtrage Detect-before-track 2 étapes 1. Prédiction 2. Correction à l aide d un mesure Erreurs de prédiction et de mesures 7 7. Source : Alain Boucher - IFI Aurélie Bugeau (Enseirb, IPB) Analyse des vidéos 38 / 45

Detect-before-track Avantages/Inconvénients + Peut gérer l entrée et la sortie d objets dans la scène + Suivi robuste si les détections sont de bonne qualité + Utilisation du mouvement : gestion des occultations - Dépend beaucoup des détections Aurélie Bugeau (Enseirb, IPB) Analyse des vidéos 39 / 45

Suivi basé sur les distributions Plan Détection des objets en mouvement Flot optique Segmentation de mouvement Detect-before-track Suivi basé sur les distributions Segmentation dynamique Aurélie Bugeau (Enseirb, IPB) Analyse des vidéos 40 / 45

Suivi basé sur les distributions Suivi basé sur les distributions Meilleure position correspond à la position pour laquelle la distribution des pixels est la plus proche de celle de référence 8 (poids élevé pour les pixels correspondant au modèle de couleur) 8. Robert Collins Aurélie Bugeau (Enseirb, IPB) Analyse des vidéos 41 / 45

Suivi basé sur les distributions Suivi basé sur les distributions En général distribution de couleur 9 9. Robert Collins Aurélie Bugeau (Enseirb, IPB) Analyse des vidéos 42 / 45

Suivi basé sur les distributions Avantages/Inconvénients + Suivi rapide et robuste dans des vidéos couleurs - Ne gère pas l entrée et la sortie de nouveaux objets - Sensible aux changements d illumination - Boîtes englobantes seulement Aurélie Bugeau (Enseirb, IPB) Analyse des vidéos 43 / 45

Segmentation dynamique Plan Détection des objets en mouvement Flot optique Segmentation de mouvement Detect-before-track Suivi basé sur les distributions Segmentation dynamique Aurélie Bugeau (Enseirb, IPB) Analyse des vidéos 44 / 45

Segmentation dynamique Segmentation dynamique Faire évoluer le contour obtenu à l instant précédent vers les contours de l image courante. 10 Utilisation des contours actifs 10. Kristen Grauman Aurélie Bugeau (Enseirb, IPB) Analyse des vidéos 45 / 45