doc num

République Algérienne Démocratique et Populaire
Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique
Université des Sciences et de la Technologie d’Oran
Mohamed BOUDIAF
FACULTE DE GENIE ELECTRIQUE
DEPARTEMENT D’ELECTRONIQUE
MEMOIRE EN VUE DE L’OBTENTION DU DIPLOME DE MAGISTER
SPECIALITE : ELECTRONIQUE
OPTION : TECHNIQUES DE COMMUNICATIONS MODERNES
PRESENTE PAR
Mr KADRI Mohammed
SOUTENU LE : 02/02/2010
Devant le jury :
Mr M. KECHE MC. USTO.MB Président
Mr A. OUAMRI Prof. USTO.MB Rapporteur
Mr M. OULD MAMMAR MC. USTO.MB Examinateur
Mr M.TERBECHE Prof. Es-senia Examinateur
Implémentation sur DM642_EVM de l’algorithme de
mixture de gaussiennes appliquée à la vidéosurveillance

i
Sommaire
Introduction générale ............................................................................................................... 1
Chapitre 1 : Vidéo surveillance ............................................................................................. 3
1.1 Introduction ..................................................................................................................... 3
1.2 Vidéosurveillance ............................................................................................................. 4
1.3 Vidéosurveillance intelligente .......................................................................................... 6
1.3.1 Les avantages de la vidéosurveillance intelligente ............................................. 7
1.4 Secteurs d’applications ................................................................................................... 9
1.4.1 Application militaire ............................................................................................. 9
1.4.2 Gouvernement et sécurité publique ...................................................................... 9
1.4.3 Éducation ............................................................................................................ 10
1.4.4 Autres .................................................................................................................. 10
1.5 Évolution des systèmes de vidéosurveillance ................................................................ 10
1.5.1 Première génération : le tout analogique ............................................................ 11
1.5.2 Deuxième génération : le système hybride ......................................................... 11
1.5.3 Troisième génération : le tout numérique IP ...................................................... 13
1.6 Etat de l’avancement technologique ............................................................................. 14
1.7 Description de la vidéo surveillance intelligente ......................................................... 14
1.7.1. Détection de mouvement ................................................................................... 15
1.7.2. Suivi d’objets ..................................................................................................... 15
1.7.3. Classification et identification d’objets ............................................................. 16
1.7.4. Identification d’activités et de comportements .................................................. 17
1.8 Conclusion ..................................................................................................................... 18
Chapitre 2 : Techniques de détection d’objets mobiles ..................................................... 19
2.1 Introduction ................................................................................................................... 19
2.2 Définition de détection .................................................................................................. 20

ii
2.3 Le background substraction ........................................................................................... 20
2.3.1. La différence temporelle adaptative de fond .................................................. 21
2.3.2 La différence temporelle par un seuillage entropique ....................................... 22
2.3.2.1 Puissance entropique d’une source ..................................................... 23
2.3.2.2 Application en détection ..................................................................... 24
2.3.3 Le modèle de mixture de gaussienne adaptatif .................................................. 25
2.3.3.1 La dérivation théorique de la procédure de mise à jour ...................... 27
2.3.3.2 Algorithme de Maximisation d'Espérance ........................................... 27
2.3.3.3 L’application D’EM aux modèles de mixtures de gaussiennes .......... 29
2.3.3.4 Algorithme de Stauffer et Grimson ..................................................... 31
2.3.3.5 Considérations pratiques ...................................................................... 33
2.4 Résultats expérimentaux ................................................................................................ 35
2.5 Conclusion .................................................................................................................... 39
Chapitre 3 : DSP DM642 EVM ............................................................................................. 40
3.1 Introduction ................................................................................................................... 40
3.2 Généralités sur les DSP ................................................................................................. 41
3.2.1 Définition ........................................................................................................... 41
3.2.2 Caractéristiques des DSP ................................................................................. 41
3.3 Les différents types de DSP .......................................................................................... 42
3.3.1 Le DSP à virgule fixe ........................................................................................ 42
3.3.2 Le DSP à virgule flottante .................................................................................. 42
3.4 Formats des DSP ......................................................................................................... 43
3.4.1 Représentation binaire des nombres arithmétique en précision finie ............... 43
3.4.2 Représentation binaires des nombres réels en précision finie ............................ 45
3.5 DSPs de la famille C6000 ........................................................................................... 49
3.5.1 Choix du DSP ..................................................................................................... 50
3.6 Le DSP DM642_EVM (Digital Media 642Evaluation Module) .................................. 51

iii
3.6.1 Architecture interne du TMS320DM642 .......................................................... 51
3.6.2 Les espaces mémoire ........................................................................................ 53
3.6.3 Périphériques du DM642 .................................................................................... 55
3.7 Ports vidéo de la communication ................................................................................... 56
3.8 Représentation du format vidéo ..................................................................................... 57
3.8.1 Le modèle YCbCr ............................................................................................... 57
3.8.2 Le modèle RGB .................................................................................................. 59
3.8.3 Le modèle YUV .................................................................................................. 59
3.9 Résolution vidéo ............................................................................................................ 59
3.10 Conclusion ................................................................................................................... 61
Chapitre 4 : Implémentation de l’algorithme ...................................................................... 62
4.1 Introduction ................................................................................................................... 62
4.2 La formulation du problème ......................................................................................... 63
4.3 Le système ..................................................................................................................... 63
4.3.1 Capture/affichage et conversion d’une vidéo ................................................... 63
4.3.2 Le traitement du modèle de mixture de gaussiennes .......................................... 64
4.3.3 Filtre ................................................................................................................... 65
4.4 Implémentation et Optimisation .................................................................................... 66
4.4.1 Mesure de nombre de cycles .............................................................................. 66
4.4.1.1 Le profile d'horloge ............................................................................. 66
4.4.1.2 Le module STS ................................................................................... 66
4.4.1.3 Utilisations du module STS ................................................................ 67
4.4.1.4 Visualisation des statistiques ............................................................... 67
4.5 Résultats de l’implémentation ....................................................................................... 70
4.5.1Résultat de détection ............................................................................................ 71
4.6 Optimisation de l’implémentation ................................................................................ 72
4.6.1 RTOS optimisations ................................................................................................ 72

iv
4.6.2 Les registres ........................................................................................................ 72
4.6.3 Le système de mémoire ...................................................................................... 72
4.7 La mise à l’échelle des paramètres du modèle ............................................................... 75
4.8 Latence des opérations principales en fixe et en flottant ............................................. 76
4.9 Conclusion ..................................................................................................................... 80
Conclusion générale................................................................................................................ 81
Références ............................................................................................................................... 82