Vers le suivi du geste sportif par vision artificielle

On sport movement tracking by artificial vision

• Auteur / Autrice : Frédéric Lerasle
• Direction : Michel Dhome
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Clermont-Ferrand 2

Résumé

Les travaux entrepris durant cette these s'inscrivent dans le cadre de la vision par ordinateur. Ils ont trait au suivi et a la modelisation de l'evolution du corps humain par l'intermediaire des seules informations delivrees par un systeme de vision stereoscopique. La problematique sous-jacente s'avere aujourd'hui d'un grand interet pour de nombreux domaines tels que la medecine, la biomecanique, l'ergonomie, l'education sportive, la synthese d'images. . . Ces besoins, lies aux progres technologiques, ont entraine l'apparition sur le marche de systemes fondes sur le suivi multi-oculaire d'amers caracteristiques places sur les articulations du sujet observe. Les inconvenients inherents a ces systemes limitent, a la fois, leur usage et la qualite des resultats. L'idee originale de ces travaux repose sur l'utilisation d'un modele volumique du corps humain (tire d'images de resonnance magnetique) compose de parties rigides liees entre elles par des articulations qui sont adaptees a la morphologie humaine. Le probleme crucial des amers visuels est contourne par le port d'un justaucorps texture permettant de detecter et de suivre dans le flot video un tres grand nombre de points remarquables. Les principaux apports scientifiques sont : - une technique originale permettant l'apprentissage de la texture du justaucorps et son plaquage sur le modele volumique manipule. - un processus d'appariement automatique entre des points caracteristiques presents sur le modele volumique texture et leurs homologues dans les images delivrees par le systeme multi-oculaire. - un algorithme d'estimation de la posture d'un objet articule en conformite avec les appariements effectues et de la matrice de covariance associee. Les experimentations menees conjointement sur un objet articule rigide et sur les membres inferieurs d'un cycliste permettent de valider le processus. Cette derniere experimentation conduit a l'ajout de parametres de deformation pour prendre en compte la contraction musculaire durant l'effort. Les resultats dynamiques obtenus pour l'articulation du genou s'averent pertinents par rapport a des etudes realisees dans le milieu medical et laissent entrevoir des domaines applicatifs potentiels.