Identification de personnes dans un flux vidéo par l’apparence et la démarche

People identification in video sequences by appearance and gait

• Auteur / Autrice : Ahmed Derbel
• Direction : Sylvie Treuillet, Abdelmajid Ben Hamadou
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et technologies industrielles
• Date : Soutenance le 08/09/2014
• Etablissement(s) : Orléans en cotutelle avec Université de Sfax (Tunisie)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, Informatique, Physique Théorique et Ingénierie des Systèmes (Centre-Val de Loire ; 2012-....)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Laboratoire Pluridisciplinaire de recherche en ingénierie des systèmes, mécanique et énergétique (Orléans ; 2008-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Pluridisciplinaire de Recherche en Ingénierie des Systèmes- Mécanique et Energétique
• Jury : Président / Présidente : Karim Abed-Meraim
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Sylvie Treuillet, Abdelmajid Ben Hamadou, Karim Abed-Meraim, Patrick Gros, Frédéric Lerasle, Mohamed Ali Hammami, Yousra Ben Jemaa, Bruno Emile
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Patrick Gros, Frédéric Lerasle

Mots clés

Mots clés contrôlés

Marche (locomotion)

Apparence individuelle

Vision par ordinateur

Identification des personnes

Mots clés libres

Vision par ordinateur

Identification de personnes

Apparence

Démarche

Computer vision

People identification

Appearance

Gait

Résumé

Avec l’installation généralisée de caméras de surveillance dans les zones urbaines, l’enjeu de cette thèse est la reconnaissance automatique de piétons par l’apparence et la démarche. Cette reconnaissance nécessite des descripteurs robustes pour caractériser et identifier une personne au-delà des modifications d’apparence induites par un changement de point de vue, d’éclairage ou des variations de déplacement. La première partie propose une nouvelle mesure de similarité exploitant l’information intra et inter-personnes dans les histogrammes régionaux couleur. Une étude comparative montre l’intérêt de cette modélisation pour s’affranchir des variations de luminosité et de pose. Une fusion pondérée des descripteurs d’apparence les plus performants permet ensuite d’améliorer le taux d’identification. La seconde partie étudie la reconnaissance par la démarche selon un point de vue latéral puis frontal. Pour une observation latérale du piéton, la dynamique de la marche est modélisée par les variations spatiotemporelles des points d’articulation des deux jambes. Tandis qu’en vue frontale, on analyse la distribution des mouvements dans les silhouettes soit par une carte binaire de l’enveloppe (RED), soit par une carte en niveaux de gris des fréquences (RFD). L’étude expérimentale démontre que les descripteurs proposés font preuve de bonnes performances face à l’état de l’art, et qu’une fusion de plusieurs descripteurs permet toujours d’améliorer notablement les taux de reconnaissance. Enfin, la dernière partie de la thèse introduit un système d’identification complet associant l’apparence et la démarche. Cette approche mixte est évaluée sur une base de séquences vidéo intégrant de fortes variations de point de vue et d’éclairage. Elle offre un bon compromis entre efficacité et temps de calcul pour une application en vidéo surveillance.

With the wide-spread installation of cameras in urban areas, this thesis deals with an automatic people identification by appearance and gait. This recognition requires robust descriptors to represent and discriminate each person despite the appearance variations caused by changing view point, lighting or way of moving (speed, carrying a bag…). The first part, dedicated to appearance identification, proposes a new similarity measure using intra and inter-person information with regional color histograms. A comparative study shows the efficiency of this representation to overcome the lighting and pose variations. The recognition rate is then improved by merging the most robust appearance descriptors. The second part is focused on gait recognition by distinguishing lateral and frontal points of view. For lateral observation, a pedestrian is characterized by several spatio-temporal variations of some articulated points of the legs. While, the motion of global silhouette is analyzed using a binary envelope map (RED) and a gray levels frequency map (RFD) in frontal point of view. Experimental test prove that those descriptors provide good performances compared to other state-of-art approaches, and that merging descriptors always improves the recognition rate. The last part introduces an identification system coupling appearance and gait. This merging approach is evaluated on a video sequences database including large points of view and lighting variations. It provides a good compromise between efficiency and processing time for application in video surveillance.