Fusion en ligne d'algorithmes de suivi visuel d'objet

par Isabelle Leang

Thèse de doctorat en Sciences cognitives

Sous la direction de Jacques Droulez et de Benoît Girard.

Soutenue le 15-12-2016

à Paris 6 , dans le cadre de École doctorale Cerveau, cognition, comportement (Paris) , en partenariat avec Institut des Systèmes Intelligents et de Robotique / ISIR (laboratoire) .

Le jury était composé de Stéphane Herbin, Nicolas Thome, Patrick Pérez.

Les rapporteurs étaient David Filliat, Michèle Rombaut.


  • Résumé

    Le suivi visuel d’objet est une fonction élémentaire de la vision par ordinateur ayant fait l’objet de nombreux travaux. La dérive au cours du temps est l'un des phénomènes les plus critiques à maîtriser, car elle aboutit à la perte définitive de la cible suivie. Malgré les nombreuses approches proposées dans la littérature pour contrer ce phénomène, aucune ne surpasse une autre en terme de robustesse face aux diverses sources de perturbations visuelles : variation d'illumination, occultation, mouvement brusque de caméra, changement d'aspect. L’objectif de cette thèse est d’exploiter la complémentarité d’un ensemble d'algorithmes de suivi, « trackers », en développant des stratégies de fusion en ligne capables de les combiner génériquement. La chaîne de fusion proposée a consisté à sélectionner les trackers à partir d'indicateurs de bon fonctionnement, à combiner leurs sorties et à les corriger. La prédiction en ligne de dérive a été étudiée comme un élément clé du mécanisme de sélection. Plusieurs méthodes sont proposées pour chacune des étapes de la chaîne, donnant lieu à 46 configurations de fusion possibles. Évaluées sur 3 bases de données, l’étude a mis en évidence plusieurs résultats principaux : une sélection performante améliore considérablement la robustesse de suivi ; une correction de mise à jour est préférable à une réinitialisation ; il est plus avantageux de combiner un petit nombre de trackers complémentaires et de performances homogènes qu'un grand nombre ; la robustesse de fusion d’un petit nombre de trackers est corrélée à la mesure d’incomplétude, ce qui permet de sélectionner la combinaison de trackers adaptée à un contexte applicatif donné.

  • Titre traduit

    On-line fusion of visual object tracking algorithms


  • Résumé

    Visual object tracking is an elementary function of computer vision that has been the subject of numerous studies. Drift over time is one of the most critical phenomena to master because it leads to the permanent loss of the target being tracked. Despite the numerous approaches proposed in the literature to counter this phenomenon, none outperforms another in terms of robustness to the various sources of visual perturbations: variation of illumination, occlusion, sudden movement of camera, change of aspect. The objective of this thesis is to exploit the complementarity of a set of tracking algorithms by developing on-line fusion strategies capable of combining them generically. The proposed fusion chain consists of selecting the trackers from indicators of good functioning, combining their outputs and correcting them. On-line drift prediction was studied as a key element of the selection mechanism. Several methods are proposed for each step of the chain, giving rise to 46 possible fusion configurations. Evaluated on 3 databases, the study highlighted several key findings: effective selection greatly improves robustness; The correction improves the robustness but is sensitive to bad selection, making updating preferable to reinitialization; It is more advantageous to combine a small number of complementary trackers with homogeneous performances than a large number; The robustness of fusion of a small number of trackers is correlated to the incompleteness measure, which makes it possible to select the appropriate combination of trackers to a given application context.


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