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Ingénierie | Détection du mouvement dans une vidéo par Marc Van Droogenbroeck | Liege Creative, 15.05.12

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ViBE -pour Visual Background Extractor- est une technologie élaborée conjointement par le Professeur Marc Van Droogenbroeck et Olivier Barnich dans le cadre de la thèse de ce dernier.
Aujourd'hui brevetée en Europe, au Japon et aux Etats-Unis, cette technologie permet de détecter, avec une grande précision, le mouvement dans une séquence vidéo. La conception de cette nouvelle technologie, dont le résultat tient sur une page et qui peut s'intégrer aisément dans un smartphone, a nécessité des années de travail.
Les applications de ce programme sont nombreuses et elles peuvent concerner toutes les applications qui font de l'analyse de séquences vidéo.

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Ingénierie | Détection du mouvement dans une vidéo par Marc Van Droogenbroeck | Liege Creative, 15.05.12

  1. 1. Quoi de neuf, Docteur ? La détection de mouvement dans une vidéo : histoire dune technologie et dun brevet Marc VAN DROOGENBROECK - ULg / INTELSIG
  2. 2. Avec le soutien de :
  3. 3. Une technologie Protection de la technologie Valorisation de la technologieTable des mati`res e 1 Une technologie Gen`se d’une technologie e Description de la technologie ViBe Applications 2 Protection de la technologie 3 Valorisation de la technologie /home/mvd/tex/presentation/ 2 / 23
  4. 4. Une technologie Gen`se d’une technologie e Protection de la technologie Description de la technologie ViBe Valorisation de la technologie ApplicationsContexte : d´tection et reconnaissance de personnes e 100 M=N=15 95 M=N=20 Correct identification rate 90 85 80 75 70 65 60 1 2 3 5 8 13 21 34 55 Size of the majority vote window (V) /home/mvd/tex/presentation/ 3 / 23
  5. 5. Une technologie Gen`se d’une technologie e Protection de la technologie Description de la technologie ViBe Valorisation de la technologie ApplicationsLe mouvement est li´ ` de l’information utile ea /home/mvd/tex/presentation/ 4 / 23
  6. 6. Une technologie Gen`se d’une technologie e Protection de la technologie Description de la technologie ViBe Valorisation de la technologie ApplicationsQue cherche-t-on dans une vid´o ? e Au contraire des images, la vid´o a un aspect dynamique et e donc du mouvement. Les objets en mouvement se caract´risent par : e une forme une apparence Exemple la peau ⇒ l’apparence (couleur) le visage ⇒ la forme et l’apparence une personne ⇒ principalement sur base de la silhouette /home/mvd/tex/presentation/ 5 / 23
  7. 7. Une technologie Gen`se d’une technologie e Protection de la technologie Description de la technologie ViBe Valorisation de la technologie ApplicationsAnalyse de la silhouette I D´tection de personnes dans une s´quence vid´o e e e /home/mvd/tex/presentation/ 6 / 23
  8. 8. Une technologie Gen`se d’une technologie e Protection de la technologie Description de la technologie ViBe Valorisation de la technologie ApplicationsAnalyse de la silhouette II Classification d’objet sur base de la forme /home/mvd/tex/presentation/ 7 / 23
  9. 9. Une technologie Gen`se d’une technologie e Protection de la technologie Description de la technologie ViBe Valorisation de la technologie ApplicationsRepenser la d´tection de mouvement pour obtenir de emeilleures silhouettes Difficult´s : e la d´tection des formes n’est pas pr´cise e e manque de robustesse Sc´nario id´al : e e (a) Image d’entr´e e (b) Ground-truth /home/mvd/tex/presentation/ 8 / 23
  10. 10. Une technologie Gen`se d’une technologie e Protection de la technologie Description de la technologie ViBe Valorisation de la technologie ApplicationsTechniques existantes (c) Codebook (d) EGMM [Zivkovic] (e) GMM [Li et al.] (f) Mod`le gaussien e (g) 1st order filter (h) Sigma-Delta. /home/mvd/tex/presentation/ 9 / 23
  11. 11. Une technologie Gen`se d’une technologie e Protection de la technologie Description de la technologie ViBe Valorisation de la technologie ApplicationsCahier des charges Contraintes pour une nouvelle technique : meilleur d´tourage des objets e peu d’op´rations e fonctionnement en temps r´el e applicable sur un grand nombre de vid´os e /home/mvd/tex/presentation/ 10 / 23
  12. 12. Une technologie Gen`se d’une technologie e Protection de la technologie Description de la technologie ViBe Valorisation de la technologie ApplicationsApproche classique D´finition e arri`re-plan ou background = partie qui n’est pas en mouvement e avant-plan ou foreground = partie en mouvement Classiquement, on proc`de comme suit : e mod´lisation de l’arri`re-plan et stockage du mod`le e e e lorsqu’une nouvelle image se pr´sente, on compare chaque e point de l’image (pixel) ` son mod`le a e si le mod`le est proche de la valeur du pixel, alors le pixel fait e partie du background, sinon c’est un point de l’avant-plan mise ` jour du mod`le de background a e /home/mvd/tex/presentation/ 11 / 23
  13. 13. Une technologie Gen`se d’une technologie e Protection de la technologie Description de la technologie ViBe Valorisation de la technologie ApplicationsInnovation ViBe se caract´rise par plusieurs innovations e Mod`le = nombre d’´chantillons du pass´ e e e Crit`re d’appartenance au background bas´e sur une e e comparaison de la valeur du pixel aux ´chantillons du mod`le e e Mise ` jour temporelle al´atoire a e Remplacement al´atoire des valeurs de l’´chantillon e e /home/mvd/tex/presentation/ 12 / 23
  14. 14. Une technologie Gen`se d’une technologie e Protection de la technologie Description de la technologie ViBe Valorisation de la technologie ApplicationsVid´o-surveillance et s´curit´ e e e D´tection de personnes e Comptage Analyse de trajectoire /home/mvd/tex/presentation/ 13 / 23
  15. 15. Une technologie Gen`se d’une technologie e Protection de la technologie Description de la technologie ViBe Valorisation de la technologie ApplicationsAnalyse de la marche /home/mvd/tex/presentation/ 14 / 23
  16. 16. Une technologie Gen`se d’une technologie e Protection de la technologie Description de la technologie ViBe Valorisation de la technologie ApplicationsR´glage de param`tres dans un appareil de prise de vue e e R´glage du focuss e /home/mvd/tex/presentation/ 15 / 23
  17. 17. Une technologie Gen`se d’une technologie e Protection de la technologie Description de la technologie ViBe Valorisation de la technologie ApplicationsImpainting /home/mvd/tex/presentation/ 16 / 23
  18. 18. Une technologie Protection de la technologie Valorisation de la technologieLogiciel ViBe se d´cline principalement comme un logiciel. e Protections possibles * par secret (oui, mais possibilit´ de reverse engineering) e * par brevet *? /home/mvd/tex/presentation/ 17 / 23
  19. 19. Une technologie Protection de la technologie Valorisation de la technologieDifficult´s e Difficult´s contextuelles e l’Universit´ favorise les publications e financement ? o` s’arrˆte une technologie quand un laboratoire continue ` u e a faire ´voluer cette technologie ? e Difficult´s propres ` ViBe e a copiage facile pas d’outil de benchmarking universel dans quel appareil place-t-on la technologie ? smartphone appareil photo ou cam´scope e PC cam´ra embarqu´ e e /home/mvd/tex/presentation/ 18 / 23
  20. 20. Une technologie Protection de la technologie Valorisation de la technologieBrevets Demande introduite en juillet 2007. M. Van Droogenbroeck, and O. Barnich, Visual background extractor, World Intellectual Property Organization, WO 2009/007198, Application number EP07112011.7, January 2009. European Patent Office, EP 2 015 252 B1, 2010. Japan Patent Office, JP 2011 4699564 B2, June 2011. United States Patent and Trademark Office, US 8,009,918 B2, 18 pages, August 2011. Points particuliers : couverture g´ographique. e que prot`ge-t-on ? Le brevet parle de signaux et ne se limite e pas ` des images. a on embrasse un maximum de notions (mod`le hi´rarchique, e e /home/mvd/tex/presentation/ notion temporelle ´largie, etc). e 19 / 23
  21. 21. Une technologie Protection de la technologie Valorisation de la technologieLe produit Il est n´cessaire de comprendre la technologie et l’exploitation e C’est fondamentalement une technologie qui est en amont de la plupart des techniques d’analyse du mouvement, voire toutes ! C’est du logiciel Il faut faire du “marketing” /home/mvd/tex/presentation/ 20 / 23
  22. 22. Une technologie Protection de la technologie Valorisation de la technologieMoyens pour valoriser 1 Choix d’un nom ! ... ViBe 2 Brevets : 4 brevets approuv´s e 3 Logiciel de d´monstration e cr´ation d’un site Internet d´di´ e e e [ http://www.motiondetection.org ] version de d´monstration compl`tement fonctionnelle e e 4 Implantations particuli`res e PC appareil photo IXUS android (appareil photo et tablette) 5 Participation ` des concours a /home/mvd/tex/presentation/ 21 / 23
  23. 23. Une technologie Protection de la technologie Valorisation de la technologieConcours et benchmarking : changedetection.net /home/mvd/tex/presentation/ 22 / 23
  24. 24. Une technologie Protection de la technologie Valorisation de la technologieCe qu’en pensent d’autres auteurs “Considering these aspects, Barnich is a strong favorite, since it is simple and almost parameterless.” (S. Brutzer, B. Hoferlin, and G. Heidemann. Evaluation of background subtraction techniques for video surveillance. In IEEE International Conference on Computer Vision and Pattern Recognition, pages 1937-1944, Colorado Spring, USA, June 2011) “Recently, the first nondeterministic background model (ViBe) was proposed in [1] and shown to outperform a wide variety of existing algorithms. The ViBe model is unique in that it is the first and only scene model that uses a completely stochastic maintenance algorithm to integrate new information into the system.” (N. Mould and J. Havlicek, A Conservative Scene Model Update Policy. In Southwest Symposium on Image Analysis and Interpretation, Santa Fee, New Mexico, USA, April 2012) /home/mvd/tex/presentation/ 23 / 23

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