Application du Modèle à Distribution de Points au corps humain pour la ré-identification de personnes

Alignment of a Point Distribution Model onto the human body for person re-identification

• Auteur / Autrice : Olivier Huynh
• Direction : Philippe Fuchs
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique temps-réel, robotique et mathématique
• Date : Soutenance le 31/05/2016
• Etablissement(s) : Paris Sciences et Lettres (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences des métiers de l'ingénieur (Paris)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de robotique (Paris)
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation de la thèse : École nationale supérieure des mines (Paris ; 1783-....)
• Jury : Président / Présidente : Jean-Philippe Thiran
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Philippe Fuchs, Bogdan Stanciulescu
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Mounim El Yacoubi, Antoine Manzanera

Mots clés

Mots clés contrôlés

Reconnaissance des formes (informatique)

Vision par ordinateur

Identification des personnes

Mots clés libres

Modèle à Distribution de Points

Alignement

Régression de Forme

Corps humain

Ré-Identification

Applications embarquées

Point Distribution Model

Alignment

Shape Regression

Human Body

Re-Identification

Embedded applications

Résumé

L'essor des systèmes mobiles pose de nouvelles problématiques dans le domaine de vision par ordinateur. Les techniques de ré-identification s'appuyant sur un réseau de caméras fixes doivent être repensées afin de s'adapter à un décor changeant. Pour répondre à ces besoins, cette thèse explore, dans le cadre du corps humain, l'utilisation d'un modèle structurel habituellement employé pour de la reconnaissance faciale. Il s'agit de l'alignement d'un modèle à distribution de points (Point Distribution Model ou PDM). L'objectif de ce pré-traitement avant la ré-identification est triple, segmenter la personne du décor, améliorer la robustesse vis-à-vis de sa pose et extraire des points clés spatiaux pour construire une signature basée sur son comportement.Nous concevons et évaluons un système complet de ré-identification, découpé en trois modules mis en séquence. Le premier de ces modules correspond à la détection de personnes. Nous proposons de nous baser sur une méthode de l'état de l'art utilisant les Channel Features avec l'algorithme AdaBoost.Le second module est l'alignement du PDM au sein de la boîte englobante fournie par la détection. Deux approches sont présentées dans cette thèse. La première s'appuie sur une formulation paramétrique du modèle de forme. L'alignement de ce modèle est guidé par la maximisation d'un score d'un modèle d'apparence GentleBoost utilisant des caractéristiques locales de type histogrammes de gradients orientés. La seconde approche exploite une technique de cascade de régressions de forme. L'idée principale est le regroupement de déformations homogènes en clusters et la classification de ces derniers dans le but d'aligner le PDM itérativement.Enfin, le troisième module est celui de la ré-identification. Nous montrons que l'utilisation d'un PDM en support permet d'améliorer les résultats de ré-identification. Nos expérimentations portent sur des signatures d'apparence classique, les histogrammes de couleurs, et sur un descripteur de forme, le Shape Context. L'évaluation de ce dernier fournit des résultats encourageants pour une perspective d'utilisation des PDM au sein d'une reconnaissance de démarches.

The emergence of mobile systems brings new problematics in computer vision. Static camera-based methods for re-identification need to be adapted in this new context. To deal with dynamical background, this thesis proposes to employ the well known Point Distribution Model (PDM), usually applied for face alignment, on the human body. Three advantages come from this pre-processing before re-identification, segment the person from background, enhance robustness to the person pose and extract spatial key points to build a behavioural-based signature.We implement and evaluate a complete framework for re-identification, divided in three sequential modules. The first one corresponds to the pedestrian detection. We use an efficient method of the state of the art employing the Channel Features with the algorithm AdaBoost.The second one is the PDM alignment within the bounding box provided by the detection step. Two distinct approaches are presented in this thesis. The first method relies on a parametric formulation to describe the shape, similar to the ASM or AAM. To fit this shape model, we maximize the score of an appearance model defined by GentleBoost, which employs local histograms of oriented gradients. The second approach is based on the cascade regression shape scheme. The main idea is the approximation for each step into a classification of homogeneous deformations, grouped by unsupervised clustering.The third module is the re-identfication one. We show that employing a PDM as a structural support improves re-identification results. We experiment classic appearance-based signatures, color histograms and the shape descriptor Shape Context. The results are encouraging for application perspective of PDM for the gait recognition.