Une s´equence vid´eo peut ˆetre d´efinie comme une succession d’images constituant un ´echantillonnage spatial et temporel d’une sc`ene qui se d´eroule dans le monde r´eel. Chacune de ces images re¸coit le nom de trame.
Nous avons d´ej`a pr´esent´e le processus d’acquisition des images num´eriques dans le Cha- pitre2, lors de l’introduction `a la premi`ere partie de cette th`ese. Ici, lors du passage des images fixes aux s´equences, un nouveau facteur entre en jeu : il s’agit de la cadence d’enregistrement. Comme son nom l’indique, la cadence d’enregistrement fixe le nombre d’images acquises
par seconde. Afin de minimiser la m´emoire requise pour stocker une s´equence, ainsi que la bande passante n´ecessaire pour la transmettre, on fait en sorte qu’elle soit la plus faible pos- sible. Celle-ci a ´et´e ´etablie exp´erimentalement de fa¸con `a s’assurer que lors de la visualisation de la s´equence, le mouvement et la luminance soient aper¸cus en continuit´e.
Continuit´e de mouvement : on a observ´e que les mouvements rapides ont besoin d’un mini- mum de 24 img/sec pour ˆetre aper¸cus en continuit´e, tandis que les mouvements lents peuvent se repr´esenter `a partir de 10 img/sec. Ainsi, on a fix´e la cadence d’acquisition `
a 12-15 img/sec pour les bandes dessin´ees, allant jusqu’`a 24-30 img/sec pour le cin´ema et la TV [97].
Continuit´e de luminance : lors d’exp´eriences on s’est rendu compte qu’en repr´esentant la succession d’images `a une fr´equence trop faible, l’œil humain d´etecte un clignotement de la luminance li´e `a la fr´equence de radiation de la source lumineuse. De mˆeme, la cadence d’´echantillonnage exig´ee ici est beaucoup plus ´elev´ee que celle impos´ee par la continuit´e de mouvement. Face `a cette contrainte, deux strat´egies diff´erentes permettent de doubler le nombre d’images montr´ees `a l’´ecran sans augmenter pourtant la cadence d’enregistrement : on peut montrer deux fois la mˆeme image (cin´ema), ou ´emettre les images entrelac´ees de fa¸con `a cr´eer deux trames `a partir d’une seule image enregistr´ee (TV).
La caract´eristique la plus importante qui entre ici en sc`ene est, sans doute, le mouvement. L’information li´ee au mouvement a des usages tr`es diff´erents en fonction de l’application :
− les syst`emes de codage font de l’estimation de mouvement un outil qui permet d’ex- traire de l’information redondante parmi deux trames cons´ecutives de la s´equence.
− l’analyse de s´equences s’appuie sur l’estimation de mouvement pour traiter les diff´eren- ces parmi les trames, car les deux ´el´ements se trouvent ´etroitement imbriqu´es.
Nous allons nous focaliser sur ce dernier point, celui-ci ´etant d’un int´erˆet particulier vis-`a- vis des applications de suivi d’objets. Plus en d´etail, les diff´erences caus´ees par le mouvement entre deux trames successives d’une s´equence r´epondent au :
D´eplacement : un objet qui se d´eplace provoque un d´ecalage dans la position des r´egions sur deux images cons´ecutives, tout en d´ecrivant une trajectoire dans l’axe temporel de la s´equence. L’importance de ce d´ecalage est intimement li´ee `a la vitesse et `a la taille de l’objet. Les d´eplacements peuvent changer les conditions de voisinage d’une r´egion dans le plan de l’image, et mˆeme provoquer une perte de connexit´e dans l’axe temporel.
Apparition\disparition : nous dirons qu’un nouvel objet apparaˆıt quand il entre pour la premi`ere fois dans la sc`ene ; nous dirons qu’un objet a disparu s’il est sorti du cadre de
Fig. 7.1 – D´eplacements.
l’image. Soit `a cause du mouvement de la cam´era, soit `a cause des d´eplacements locaux, l’apparition\disparition d’objets est un ´ev´enement courant dans les s´equences vid´eo. Et pourtant, ceci pose de nombreux probl`emes `a l’estimation du mouvement, car il n’y a pas de correspondance pour les zones dans l’arri`ere plan qui viennent d’ˆetre d´ecouvertes ou pour l’objet qui vient d’apparaˆıtre.
Fig. 7.2 – Apparition\disparition.
Occultation partielles\totales : nous dirons qu’un objet est partiellement occult´e s’il est en partie visible derri`ere un autre objet pr´esent dans la sc`ene ; nous dirons que l’occul- tation est totale si l’objet n’est plus visible de fa¸con passag`ere. Ces deux ´ev´enements vont fortement troubler les algorithmes de mise en correspondance : un objet `a moiti´e couvert ou `a moiti´e d´ecouvert ne pr´esente pas les mˆemes attributs, donc il peut ˆetre facilement confondu avec un autre ; un objet qui disparaˆıt temporellement ne peut pas ˆ
etre suivi sans mettre en jeu la notion de m´emoire.
Fig. 7.3 – Occultations partielles\totales.
Jusqu’ici nous avons utilis´e la notion de mouvement pour expliquer les diff´erences parmi des trames cons´ecutives d’une s´equence. Quelques exemples nous ont servi pour pr´esenter la probl´ematique du suivi d’objets. De nombreuses applications sont concern´ees,
− surveillance d’activit´es humaines, − surveillance du trafic routier, − analyse de gestes,
− analyse de sc`enes pour la vision par ordinateur, − st´er´eovision, . . .
Par la suite, nous verrons comment les techniques de segmentation se sont adapt´ees au traitement des s´equences d’images, o`u l’objectif est de cr´eer une s´equence de partitions tout en pr´eservant la coh´erence temporelle des labels.
Par rapport aux approches les plus classiques introduites dans la Section 7.2, qui nous serviront de point de rep`ere, nous pr´esenterons dans la Section 7.3 une nouvelle m´ethode obtenue par extension de la technique de mise en correspondance de partitions expos´ee au cours du chapitre pr´ec´edent.