Suivi visuel d'objets par modèle d'apparence multicriteres et estimation adaptative

Abstract

Cette thèse propose une méthode de suivi visuel précise et stable, elle présente des solutions pour surmonter les majeurs problèmes rencontrés dans le suivi visuel, surtout dans les scénarios non contraints. Notre travail touche deux modules essentiels dans tout système de suivi visuel : Module d‘estimation et module de modélisation. Dans ce travail de thèse, de nouvelles approches pour le suivi visuel dans le cas des séquences vidéo présentant des situations contraignantes telles que la variabilité du comportement dynamique de la séquence, les changements de luminosité et l‘encombrement de l‘arrière-plan, sont proposées. La première approche concerne l‘estimation du mouvement et repose sur la combinaison séquentielle d‘une prédiction globale et d‘une prédiction locale. La prédiction globale utilise le filtre H∞ qui ne nécessite aucune hypothèse sur les perturbations et minimise l‘erreur d‘estimation du pire cas. Elle contribue à une atténuation de la dégénérescence des particules notamment dans le cas où la cible effectue un mouvement complexe. Quant à la prédiction locale, le filtre à particules est utilisé pour gérer efficacement les situations non linéaires et non gaussiennes. Le filtre à particules exploite l‘état dynamique global et permet ainsi de réduire le temps de calcul sans pour autant perdre dans la précision de suivi. Dans le module de modélisation, le mouvement et l‘apparence de la cible sont pris en compte. L‘approche proposée est de nature adaptative, basée sur deux sous modèles paramétrés dont chacun peut couvrir différents modes de mouvements à savoir les mouvements uniformes et complexes. Les paramètres du système dynamique sont ajustés automatiquement suivant des règles logiques. Un nouveau modèle d‘apparence basé sur les deux caractéristiques visuelles de couleur et de texture est élaboré. Dans ce modèle, l‘histogramme de modèle de mélange -gaussien des composantes H et S du système HSV et de l‘histogramme distinctif de la composante V basé sur l‘opérateur ULBP sont fusionnés de façon adaptative dans le cadre du filtre particulaire. Plusieurs expérimentations qualitatives et quantitatives sur des séquences vidéo publiques, comprenant des scénarios non contraints, ont été menées. Les résultats issus de ces expérimentations ainsi que des comparaisons avec d‘autres algorithmes de la littérature confirment les bonnes performances (précision et stabilité) des approches proposées.