Accélération Algorithmique et Logicielle del’Analyse Vidéo du Mouvement
Institution:
Université Paris-Saclay (ComUE)Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
Motion analysis in a video consists in estimating, from a sequence of images, the displacement of the objects projected on the focal plane of a camera, static or mobile. A large number of fields such as robotics, video surveillance, cinema or military applications rely on this analysis to interpret the contentof a video.This problem was one of the first to be approached by researchers in image processing. Numerous solutions have been proposed and allow a sufficiently accurate and robust estimate for a large number of applications. However, the algorithmic complexity of these solutions and/or the lack of optimizations of their software implementations make their use in applications with high computational constraints difficult or impossible.In the work presented in this thesis, we optimized three types of motion analysis taking into account not only the algorithmic complexity, but also all the factors affecting computation time on current processors such as parallelization, memory consumption, the regularity of memory accesses, or the type of arithmetic operations. This led us to develop our thesis at the intersection of software engineering and image processing. Our contributions have enabled the development of real-time applications such as action recognition, video stabilization andsegmentation of mobile objects.
Abstract FR:
L’analyse du mouvement dans une vidéo consiste à estimer, à partir d’une séquence d’images, le déplacement apparent des objets projetés sur le plan focal d’une caméra, statique ou mobile. Un grand nombre de domaines comme la robotique, la vidéo surveillance, le cinéma ou encore les applications militaires, reposent sur cette analyse pour interpréter le contenu d’une vidéo. Ce problème a été l’un des premiers à être approché par les chercheurs en traitement d’image. De nombreuses solutions ont été proposées et permettent une estimation suffisamment précise et robuste pour un grand nombre d’applications. Cependant, la complexité algorithmique de ces solutions et/ou le manque d’optimisations de leur implantations logicielles rendent leur utilisation dans les applications à forte contraintes de calculs difficile voire impossible.Dans les travaux présentés dans cette thèse, nous avons optimisé trois types d’analyses de mouvement en prenant en compte, non seulement la complexité algorithmique, mais aussi tous les facteurs impactant le temps de calcul sur les processeurs actuels comme la parallélisation, la consommation mémoire, la régularité des accès mémoire ou encore le type des opérations arithmétiques. Cette diversité des problématiques nous a conduits à élaborer notre thèse à l’intersection des domaines du génie logiciel et du traitement d’image. Nos contributions ont permis le développement d’applications temps réel comme la reconnaissance d’actions, la stabilisation vidéo et la segmentation d’objets mobiles.