Formalisation et intégration en vision par ordinateur temps réel

Formalisation et int´egration en vision par ordinateur
temps r´eel
Soraya Arias
To cite this version:
Soraya Arias. Formalisation et int´egration en vision par ordinateur temps r´eel. Ing´enierie
assist´ee par ordinateur. Universit´e Nice Sophia Antipolis, 1999. Fran¸cais. <NNT :
99/NICE/5363>.<tel-00817912>
HAL Id: tel-00817912
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00817912
Submitted on 25 Apr 2013
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UNIVERSIT´ E DE NICE – SOPHIA ANTIPOLIS
´
Ecole Doctorale Sciences Pour l’Ing´enieur
TH` ESE
pr´epar´ee `a
l’Institut National de Recherche en Informatique et Automatique
(Unit´e de Sophia Antipolis)
pr´esent´ee pour obtenir le titre de
Docteur `es Sciences
Discipline : Sciences pour l’Ing´enieur
par
Soraya ARIAS
Formalisation & Int´egration en Vision
par Ordinateur Temps R´eel
Soutenance le 16 D´ecembre 1999 `a 14h00, devant le jury compos´e de :
Rapporteurs : Augustin Lux Professeur `a l’Institut National Polytechnique de Grenoble
Thomas Henderson Professeur `a l’Universit´e d’Utah
Examinateurs : Pierre Bernhard Pr´esident, Professeur `a l’Universit´e de Nice-Sophia Antipolis
`
Eve Coste-Mani`ere Directeur, Charg´ee de Recherche `a l’INRIA Sophia
Thierry Vi´eville Directeur, Charg´e de Recherche `a l’INRIA Sophia
Bernard Espiau Examinateur, Directeur de Recherche `a l’INRIA Grenoble
G´erard Giraudon Examinateur, Directeur de Recherche `a l’INRIA Sophia
`a l’Institut National de Recherche en Informatique et Automatique

Mis en page avec la classe thloria.

Résumé : Le domaine de la vision par ordinateur a atteint un degré de maturité qui lui permet
d’envisager, au delà de la mise en oeuvre d’algorithmes utilisés au coup par coup ou dans un asser-
vissement, la construction d’applications complexes intégrant différents aspects (analyse de scène,
décision, traitements temps réel, supervision). Cette complexité se répercute à tous les niveaux du
cycle de développement de ces applications (conception, validation et implantation).
Ce travail propose donc une méthodologie de conception et des outils effectifs pour la mise en oeuvre
d’applications de vision temps réel.
La méthodologie de conception proposée exige un découpage fonctionnel des traitements en
tâches élémentaires, puis l’organisation de ces tâches de manière logique pour construire l’appli-
cation. Ces tâches élémentaires sont appelées des TÂCHES VISION. Elles se présentent sous la forme
d’une boucle de calculs temps réel, paramétrée, contrôlée de manière logique et pouvant agir sur un
capteur visuel.
L’environnement ORCCAD/MAESTRO, dédié initialement à la robotique, offre des caractéris-
tiques intéressantes pour satisfaire aux besoins de cette méthodologie. Il offre en particulier des outils
formels de validation de la partie liée au contrôle logique et permet la gestion rigoureuse des aspects
temps réel. Afin de tirer le meilleur parti de cet environnement pour le développement d’applica-
tions de vision, nous avons dû ajouter ou enrichir certaines de ses fonctionnalités. Les modifications
concernent notamment un mécanisme de paramétrage dynamique des calculs, un mécanisme de com-
munication assurant l’interopérabilité du système et un mécanisme de génération automatique d’in-
terfaces de supervision.
L’utilisation de cette méthodologie et de l’environnement ORCCAD étendu est illustrée à l’aide
d’un prototype d’application de suivi de cible, dans un contexte d’assistance aux personnes âgées.
Mots clés : Applications de vision, Temps Réel, TÂCHE VISION, Méthodologie de programma-
tion, ORCCAD, MAESTRO, Environnement de programmation.
Abstract : Advances in Computer Vision are making it possible to move forward from the de-
sign of algorithms used punctually or in visual servoing, to the conception of complex applications
containing aspects such as scene analysis, decision making, supervision and real-time processing.
This increased complexity reflects upon all the levels of the development process of these applica-
tions, namely the design, validation and implementation.
This work proposes a design framework for the implementation of real time vision applications, in
addition to a variety of adequate tools.
The proposed framework is based on a functional structuring of the required processing into ele-
mentary tasks, followed by their logical composition in a order to build the vision application. These
elementary entities are called VISION TASKS. They are seen as logically controlled, parametrized real
time processing loops capable of controlling a visual sensor.
The ORCCAD/MAESTROenvironment, developed initially for robotics control, exhibits interes-
ting characteristics for its use in the proposed framework. Specifically, it enables the use of tools for
logical control validation and allows efficient management of the real time resources. However, and in
order to draw full benefit from using this environment for developing vision applications, we expand
its functionality. Major modifications encompass an adaptive dynamic parametrization mechanism, a
communication scheme that ensures the interoperability of the system and automatic generation of
supervision interfaces.
An application of the proposed methodology and of the use of the modified ORCCAD environ-
ment are presented for a typical tracking application in a context of assistance to elderly persons.
Keywords : Real-Time, Vision Applications, Vision Task Formalism, Programming Methodo-
logy, ORCCAD, MAESTRO, Programming Environnement.