Cette thèse s'inscrit dans le contexte de la vidéosurveillance "intelligente", et s'intéresse à la supervision de réseaux de caméras à champs disjoints, contrainte classique lorsque l'on souhaite limiter l'instrumentation du bâtiment. Il s'agit là de l'un des cas d'application du problème de la ré-identification de personnes. À ce titre, la thèse propose une approche se démarquant de l'état de l'art qui traite classiquement le problème sous l'aspect description, via la mise en correspondance de signatures image à image. Nous l'abordons ici sous l'aspect filtrage : comment intégrer la ré-identification de personne dans un processus de suivi multi-pistes, de manière à maintenir des identités de pistes cohérentes, malgré des discontinuités dans l'observation. Nous considérons ainsi une approche suivi et mises en correspondance, au niveau caméra et utilisons ce module pour ensuite raisonner au niveau du réseau. Nous décrivons dans un premier temps les approches classiques de ré-identification, abordées sous l'aspect description. Nous proposons ensuite un formalisme de filtrage particulaire à états continus et discret pour estimer conjointement position et identité de la cible au cours du temps, dans chacune des caméras. Un second étage de traitement permet d'intégrer la topologie du réseau et les temps d'apparition pour optimiser la ré-identification au sein du réseau. Nous démontrons la faisabilité de l'approche en grande partie sur des données issues de réseaux de caméras déployés au sein du laboratoire, étant donné le manque de données publiques concernant ce domaine. Nous prévoyons de mettre en accès public ces banques de données.

Ce mémoire décrit mes travaux de thèse menés au sein de l'équipe ComSee (Computers that See) rattachée à l'axe ISPR (Image, Systèmes de Perception et Robotique) de l'Institut Pascal. Celle-ci a été financée par la société Vesalis par le biais d'une convention CIFRE avec l'Institut Pascal, subventionnée par l'ANRT (Association Nationale de la Recherche et de la Technologie). Les travaux de thèse s'inscrivent dans le cadre de l'automatisation de la fouille d'archives vidéo intervenant lors d'enquêtes policières. L'application rattachée à cette thèse concerne la création automatique d'un album photo des individus apparaissant sur une séquence de vidéosurveillance. En s'appuyant sur un détecteur de visages, l'objectif est de regrouper par identité les visages détectés sur l'ensemble d'une séquence vidéo. Comme la reconnaissance faciale en environnement non-contrôlé reste difficilement exploitable, les travaux se sont orientés vers le suivi visuel multi-cibles global basé détections. Ce type de suivi est relativement récent. Il fait intervenir un détecteur d'objets et traite la vidéo dans son ensemble (en opposition au traitement séquentiel couramment utilisé). Cette problématique a été représentée par un modèle probabiliste de type Maximum A Posteriori. La recherche de ce maximum fait intervenir un algorithme de circulation de flot sur un graphe, issu de travaux antérieurs. Ceci permet l'obtention d'une solution optimale au problème (défini par l'a posteriori) du regroupement des détections pour le suivi. L'accent a particulièrement été mis sur la représentation de la similarité entre les détections qui s'intègre dans le terme de vraisemblance du modèle. Plusieurs mesures de similarités s'appuyant sur différents indices (temps, position dans l'image, apparence et mouvement local) ont été testées. Une méthode originale d'estimation de ces similarités entre les visages détectés a été développée pour fusionner les différentes informations et s'adapter à la situation rencontrée. Plusieurs expérimentations ont été menées sur des situations complexes, mais réalistes, de scènes de vidéosurveillance. Même si les qualités des albums construits ne satisfont pas encore à une utilisation pratique, le système de regroupement de détections mis en œuvre au cours de cette thèse donne déjà une première solution. Grâce au point de vue partitionnement de données adopté au cours de cette thèse, le suivi multi-cibles développé permet une extension simple à du suivi autre que celui des visages.

Ce mémoire décrit mes travaux de thèse menés au sein de l'équipe ComSee (Computers that See) rattachée à l'axe ISPR (Image, Systèmes de Perception et Robotique) de l'Institut Pascal. Celle-ci a été financée par la société Vesalis par le biais d'une convention CIFRE avec l'Institut Pascal, subventionnée par l'ANRT (Association Nationale de la Recherche et de la Technologie). Les travaux de thèse s'inscrivent dans le cadre de l'automatisation de la fouille d'archives vidéo intervenant lors d'enquêtes policières. L'application rattachée à cette thèse concerne la création automatique d'un album photo des individus apparaissant sur une séquence de vidéosurveillance. En s'appuyant sur un détecteur de visages, l'objectif est de regrouper par identité les visages détectés sur l'ensemble d'une séquence vidéo. Comme la reconnaissance faciale en environnement non-contrôlé reste difficilement exploitable, les travaux se sont orientés vers le suivi visuel multi-cibles global basé détections. Ce type de suivi est relativement récent. Il fait intervenir un détecteur d'objets et traite la vidéo dans son ensemble (en opposition au traitement séquentiel couramment utilisé). Cette problématique a été représentée par un modèle probabiliste de type Maximum A Posteriori. La recherche de ce maximum fait intervenir un algorithme de circulation de flot sur un graphe, issu de travaux antérieurs. Ceci permet l'obtention d'une solution optimale au problème (défini par l'a posteriori) du regroupement des détections pour le suivi. L'accent a particulièrement été mis sur la représentation de la similarité entre les détections qui s'intègre dans le terme de vraisemblance du modèle. Plusieurs mesures de similarités s'appuyant sur différents indices (temps, position dans l'image, apparence et mouvement local) ont été testées. Une méthode originale d'estimation de ces similarités entre les visages détectés a été développée pour fusionner les différentes informations et s'adapter à la situation rencontrée. Plusieurs expérimentations ont été menées sur des situations complexes, mais réalistes, de scènes de vidéosurveillance. Même si les qualités des albums construits ne satisfont pas encore à une utilisation pratique, le système de regroupement de détections mis en œuvre au cours de cette thèse donne déjà une première solution. Grâce au point de vue partitionnement de données adopté au cours de cette thèse, le suivi multi-cibles développé permet une extension simple à du suivi autre que celui des visages. / This report describes my thesis work conducted within the ComSee (Computers That See) team related to the ISPR axis (ImageS, Perception Systems and Robotics) of Institut Pascal. It was financed by the Vesalis company via a CIFRE (Research Training in Industry Convention) agreement with Institut Pascal and publicly funded by ANRT (National Association of Research and Technology). The thesis was motivated by issues related to automation of video analysis encountered during police investigations. The theoretical research carried out in this thesis is applied to the automatic creation of a photo album summarizing people appearing in a CCTV sequence. Using a face detector, the aim is to group by identity all the faces detected throughout the whole video sequence. As the use of facial recognition techniques in unconstrained environments remains unreliable, we have focused instead on global multi-target tracking based on detections. This type of tracking is relatively recent. It involves an object detector and global processing of the video (as opposed to sequential processing commonly used). This issue has been represented by a Maximum A Posteriori probabilistic model. To find an optimal solution of Maximum A Posteriori formulation, we use a graph-based network flow approach, built upon third-party research. The study concentrates on the definition of inter-detections similarities related to the likelihood term of the model. Multiple similarity metrics based on different clues (time, position in the image, appearance and local movement) were tested. An original method to estimate these similarities was developed to merge these various clues and adjust to the encountered situation. Several experiments were done on challenging but real-world situations which may be gathered from CCTVs. Although the quality of generated albums do not yet satisfy practical use, the detections clustering system developed in this thesis provides a good initial solution. Thanks to the data clustering point of view adopted in this thesis, the proposed detection-based multi-target tracking allows easy transfer to other tracking domains.

Cette thèse présente l'utilisation conjointe de la théorie de l'évidente et du suivi multi-hypothèses pour la modélisation et la gestion d'un système de suivi multi-caméras dans un environnement autoroutier. Le suivi est basé sur la ré-identification des objets (véhicules) sur la base d'information visio-temporelles. Une concrétisation de ces concepts se traduit par la conception et la mise en oeuvre d'une architecture logicielle multi-agents de gestion du suivi multi-caméras. Après une présentation de l'état de l'art sur les cadres de gestion de l'incertain et celui relatif à fusion de l'information pour la mise en correspondance, et sur les systèmes multi-agents, notre apport dans ce travail se situe à trois niveaux. Le premier a été une adaptation de la phase de décision du modèle de croyance transférable pour y intégrer l'utilisation du suivi multi-hypothèses comme outil de levée d'ambigüité rn cas d'indécision face à une situation de mise en correspondance. Le second apport a été celui de proposer une architecture logicielle à base d'agents pour la gestion du système du suivi multi-caméras. Nous en avons proposé la modélisation globale ainsi que celle des agents et de leurs interactions en utilisant une démarche personnelle d'analyse mais toutefois inspirée de langages et outils de modélisation tels que Agent UML et MaSE pour ne citer que ceux-là, du fait qu'il n'existe pas réellement un standard normalisé à ce jour dans ce domaine. Notre troisième apport a été de faire un début d'implémentation de notre architecture logicielle à base d'agent en nous basant sur la plateforme JADE (Java Agent DEvelopment Framework). Quelques expérimentations et discussions des résultats sont présentées à la fin pour déboucher sur nos conclusions et perspectives. / This thesis presents the joint use of the theory of evidence and multiple hypothesis tracking for modeling and managing a system for monitoring multiple cameras in a motorway. The tracking is based on the re-identification of objects (vehicles) on the basis of visuals and times informations. A realization of these concepts results in the design and implementation of a software architecture for multiple agents management of multiple camera tracking system. After presenting the state of the art on the frameworks of uncertainty management and that on information fusion for the matching, and the multi-agent systems, our contribution in this work is on two or three levels. The first was an adaptation of the decision phase of the transferable belief model to incorporate the use of multi-hypotheses tracking as a tool of ambiguity survey in case of indecision in matching situation. The second contribution was a proposition of agent-based software architecture for management of a multiple cameras tracking system. We have proposed the global system modeling as well as agents and their interactions modeling using a personal analysis method but nevertheless inspired by modelisation languages and tolls such as Agent UML, MaSE and others, because there is not yet a standard and normalized tool on the subject. Our third contribution was to begin an implementation of our agent-based software architecture using JADE (Java Agent Development Framework). Some experiment and discussions are presented at the end to lead to our conclusions and perspectives.

La vision artificielle est un domaine de recherche en pleine évolution. Les nouvelles stratégies permettent d'avoir des réseaux de caméras intelligentes. Cela induit le développement de beaucoup d'applications de surveillance automatique via les caméras. Les travaux développés dans cette thèse concernent la mise en place d'un système de vidéosurveillance intelligente pour la détection de chutes en temps réel. La première partie de nos travaux consiste à pouvoir estimer de façon robuste la surface d'une personne à partir de deux (02) caméras ayant des vues complémentaires. Cette estimation est issue de la détection de chaque caméra. Dans l'optique d'avoir une détection robuste, nous avons fait recours à deux approches. La première approche consiste à combiner un algorithme de détection de mouvements basé sur la modélisation de l'arrière plan avec un algorithme de détection de contours. Une approche de fusion a été proposée pour rendre beaucoup plus efficiente le résultat de la détection. La seconde approche est basée sur les régions homogènes de l'image. Une première ségmentation est effectuée dans le but de déterminer les régions homogènes de l'image. Et pour finir, nous faisons la modélisation de l'arrière plan en se basant sur les régions. Une fois les pixels de premier plan obtenu, nous faisons une approximation par un polygone dans le but de réduire le nombre d'informations à manipuler. Pour l'estimation de cette surface nous avons proposé une stratégie de fusion dans le but d'agréger les détections des caméras. Cette stratégie conduit à déterminer l'intersection de la projection des divers polygones dans le plan de masse. La projection est basée sur les principes de l'homographie planaire. Une fois l'estimation obtenue, nous avons proposé une stratégie pour détecter les chutes de personnes. Notre approche permet aussi d'avoir une information précise sur les différentes postures de l'individu. Les divers algorithmes proposés ont été implémentés et testés sur des banques de données publiques dans le but de juger l'efficacité des approches proposées par rapport aux approches existantes dans l'état de l'art. Les résultats obtenus et qui ont été détaillés dans le présent manuscrit montrent l'apport de nos algorithmes. / Artificial vision is an involving field of research. The new strategies make it possible to have some autonomous networks of cameras. This leads to the development of many automatic surveillance applications using the cameras. The work developed in this thesis concerns the setting up of an intelligent video surveillance system for real-time people fall detection. The first part of our work consists of a robust estimation of the surface area of a person from two (02) cameras with complementary views. This estimation is based on the detection of each camera. In order to have a robust detection, we propose two approaches. The first approach consists in combining a motion detection algorithm based on the background modeling with an edge detection algorithm. A fusion approach has been proposed to make much more efficient the results of the detection. The second approach is based on the homogeneous regions of the image. A first segmentation is performed to find homogeneous regions of the image. And finally we model the background using obtained regions.

Les possibilités aujourd'hui offertes par les progrès techniques dans le cadre de la lutte contre la délinquance sont loin d'être négligeables. les "nouvelles technologies" désignent moins une réalité tangible que l'expression d'un phénomène, celui de l'accélération contemporaine du progrès scientifique et technique et la démocratisation de son utilisation notamment dans le cadre de la procédure pénale. L'étude de l'utilisation des nouvelles technologies dans la procédure pénale démontre que, nonobstant leur présence plus importante au Royaume-Uni, les philosophies guidant cette introduction dans les deux États sont similaires, de même que, parallélisme des formes oblige, similaires en sont les dérives. elles sont devenues l'outil par excellence de la politique sécuritaire mis en œuvre depuis les années 2000. Les droits fondamentaux étant au cœur de la réflexion en matière de procédure pénale, leur confrontation avec les nouvelles technologies est indispensable. Dans cette perspective il nous a semblé opportun de replacer la question de la dignité de la personne humaine au centre des débats concernant l'utilisation des nouvelles technologies dans la lutte contre la délinquance. Ce droit qui irrigue l'ensemble des autres droits fondamentaux peut être utilisé comme ligne directrice pour déterminer quelles dérogations sont acceptables. Néanmoins en tant que principe matriciel et absolu, il convient d'en, définir le contenu et de ne l'utiliser que subsidiairement. Cette thèse s'inscrit dans un combat actuel, celui de la défense de la liberté contre ceux qui voudrait placer la sécurité au premier rang ; au premier rang de nos vies comme au premier rang des droits fondamentaux. / The possibilities now offered by the technological advances in the fight against crime are far from negligible. "New technologies" means less a reality than the expression of a phenomenom, that of a contemporary acceleration of scientific and technical progress and democratization of its use especially in relation to criminal proceedings. The study of the use of new technologies in criminal proceedings shows that, notwithstanding their increased presence in the UK, philosophies guiding this introduction in the two States are similar, and following the principle of congruent forms, similar are the drifts. They have become the optimal tool of the security policy implemented since the 2000s. Fundamental rights are central in the reflection on criminal procedure ; their confrontation with the new technologies is essential. In This context it seemed appropriate to put the issue of the dignity of the human being at the heart of the debates concerning the use of new technologies in the fight against crime. This right that irrigates all the other fundamental right can be used as guideline to determine which derogations are acceptable. Nevertheless as a matrix and absolute principle, it is necessary to define it and use it only as a subsidiary safeguard.

Cette thèse présente un ensemble d'outils ou cadre de développement (paradigme) pour suivre le mouvement de personnages humains dans les films. Beaucoup d'applications en forte demande, telle que la surveillance pour la sécurité ou l'interaction homme-machine, profiteraient d'un système qui pourrait détecter et suivre automatiquement des humains. L'exécution de séquences de film réelles pose un défi particulier compte tenu de la non-rigidité du mouvement du corps humains, ainsi que l'influence qu'ont plusieurs facteurs sur son apparence. Parmi eux se trouvrent la différence dans la gamme de conditions d'acquisition, la variation de l'environnement et de l'illumination, le mouvement de caméra et le peu de connaissances a priori dans le positionnement de la caméra. En tant que complément à l'analyse du mouvement humain, ce système vise à aider son utilisateur à détecter de façon automatique le mouvement de la caméra, à diviser la séquence de film en petits segments appelés "prises de vue" et à extraire des informations du mouvement humain en présence d'un arrière-scène complexe. Pour atteindre cet objectif, une estimation précise du flux optique est employée. Un processus d'image par image peut identifier six différents mouvements de la caméra, incluant une camera statique, en utilisant des gabarits prédéterminés. Il peut ensuite fournir une base de données de mouvements de caméra pour la séquence du film. Ces données sont très utiles pour l'annotation, l'indexage et la recherche de séquences vidéos. De plus, une Mixture de Gaussiennes (MoG) dotée d'un espace de couleur RGB normalisé est utilisée pour soustraire un arrière-scène statique, qui permet d'éviter les effets d'ombres. Lors d'un mouvement de caméra, nous optons pour une technique appelée "codage de couleur" pour convertir les champs de vecteurs de mouvement en image colorée et appliquer la soustraction d'arrière-plan conventionnelle à cette image de flux optique de couleurs. Ceci dit, un système de suivi multicouches déployé dans deux directions (d'ordre chronologique et d'ordre anti-chronologique) est aussi décrit dans la thèse. Finalement, l'évaluation de la performance du système est réalisée sur plusieurs séquences extraites des films réels. Les séquences ont été entièrement analysées indépendamment par un observateur humain pour fournir une base de référence réelle sur les mouvements de caméra aussi bien que sur le mouvement humain dans les séquences vidéos. La comparaison entre les résultats et la base de référence indique une performance très prometteuse des approches proposées tant par l'analyse de films que par les applications de surveillance.

Pour respecter les droits d'auteur, la version électronique de ce mémoire a été dépouillée de ses documents visuels. La version intégrale du mémoire a été déposée au Service de la gestion des documents et des archives de l'Université de Montréal. / Privilégiant une approche généalogique et intertextuelle, cette étude interroge le dispositif du plan-séquence fixe à travers ses moments phares dans l’histoire du cinéma et démontre que son usage vise autant à renouer avec le cinéma des premiers temps qu’à poursuivre les préoccupations des cinéastes expérimentaux. Chez Andy Warhol, le plan-séquence fixe s’inscrit dans un rapport de redécouverte et d’enchantement du cinéma des premiers temps. Avec Jeanne Dielman, Chantal Akerman prolonge les traits du modernisme bazinien et de l’avant-garde new-yorkaise. Avec l’avènement de la vidéosurveillance, il se transforme en une esthétique carcérale qui pose dès lors des problèmes éthiques et esthétiques (voyeurisme, degré zéro de la mise en scène, etc.), questionnés dans les documentaires News from Home et Délits flagrants. Forme commune et majeure dans le cinéma d’auteur contemporain de même que dans la culture populaire et amateur (web film, série télé, etc.), le plan-séquence fixe permet d’analyser un ensemble de pratiques et de réalités du cinéma, de l’usine Lumière à YouTube. / Favouring an approach at once genealogical and intertextual, this study explores the practice of the "static sequence shot" (plan-séquence caméra fixe) in cinema. It offers an overview of its significant moments in film history. It tries to show how its use since the 70's can be seen as a reappraisal of early cinema technique, and can also find strong echos in the works of experimental filmmakers, in particular structural filmmaking. For Andy Warhol, the static sequence shot was both a rediscovery and an enchantment of early cinema. In Jeanne Dielman Chantal Akerman's static shots extended Bazinian Modernism into the New York Avant-garde. Since the 80's, with the advent of video surveillance, the static sequence shot becomes associated with a carceral apparatus, posing ethical and aesthetic issues (voyeurism, degree zero mechanisms, etc.). These issues are at the core of the documentary films News from Home and Délits flagrants. Today, we can witness that the static sequence shot has become increasingly important and almost dominant in certain branches of auteur cinema as well as in contemporary popular media culture (web films, T.V. series, etc.) This master's thesis thus claims it allows us to analyse current as well as early practices of cinema, from the Lumière' s factory to YouTube.

De Kheops à Internet, des nanotechnologies à la téléportation, les nouvelles technologies rythment la vie des hommes. Fruits de leur intelligence, outils de grands travaux, moteurs de diffusion des savoirs, elles sont cause et effet des progrès de l’humanité. Innervant les relations de travail subordonnées comme tous les compartiments de la société, elles retiennent l’attention du juriste tant elles sont susceptibles de remodeler l’organisation de l’entreprise, de provoquer l’exclusion de la communauté de travail (au moins autant que de rapprocher ceux qui la composent), de provoquer l’entremêlement des vies personnelle et professionnelle. Nul compartiment du droit des relations de travail n’échappe à la pression des nouvelles technologies : au recrutement des salariés elles peuvent donner un nouveau visage ; à la conclusion du contrat de travail elles peuvent offrir instantanéité et dématérialisation ; au temps de son exécution elles imposent normes de sécurité (pour que, de chacun, le corps soit préservé) et normes de vie (pour que, de chacun, l’âme et l’esprit demeurent hors du champ de lecture de l’employeur). Et que dire du jeu de relations collectives remodelées à coup de communications syndicales dématérialisées, de vote électronique, de réunions virtuelles d’instance de représentation du personnel ? Le paysage se transforme. Le corpus normatif, parfois, peine à suivre. Le temps des diseurs de droit n’est pas celui de la science. Mais la science ne peut aller sans que le législateur et le juge, un jour, s’en saisissent. D’intérêts contradictoires où s’entremêlent impératif d’évolution (de l’entreprise) et de protection (du salarié), il leur appartient d’assurer la conciliation. / Over the centuries, from Cheops to the Internet and from nanotechnology to teleportation, new technologies have constantly been at the centre of individuals’ lives. Produced by human intelligence, they appear to be a key to innovation, a tool for the dissemination of knowledge and they enable the progress and evolution of mankind. These new technologies obviously drew lawyers’ attention as they have a direct impact on society as a whole, but also more specifically on the relationship between employers and employees. Moreover, they tend to reshape the organisation of corporations and lead to the entanglement of professional and private life. As a matter of fact, labour law is under pressure: recruitment procedures can be altered by new technologies, the conclusion of employment contracts is nowadays electronic and instantaneous, and security and privacy rules have been established (not to mention electronic trade union communications, e-voting or e-meetings for staff representative bodies). In short, the whole framework is changing. Unfortunately, lawmakers are usually overtaken by events as science and law evolve at a very different pace. However, sooner or later, legal boundaries are set. Currently, courts’ main challenge is to try to make technological progress and protection of employees compatible.

Privilégiant une approche généalogique et intertextuelle, cette étude interroge le dispositif du plan-séquence fixe à travers ses moments phares dans l’histoire du cinéma et démontre que son usage vise autant à renouer avec le cinéma des premiers temps qu’à poursuivre les préoccupations des cinéastes expérimentaux. Chez Andy Warhol, le plan-séquence fixe s’inscrit dans un rapport de redécouverte et d’enchantement du cinéma des premiers temps. Avec Jeanne Dielman, Chantal Akerman prolonge les traits du modernisme bazinien et de l’avant-garde new-yorkaise. Avec l’avènement de la vidéosurveillance, il se transforme en une esthétique carcérale qui pose dès lors des problèmes éthiques et esthétiques (voyeurisme, degré zéro de la mise en scène, etc.), questionnés dans les documentaires News from Home et Délits flagrants. Forme commune et majeure dans le cinéma d’auteur contemporain de même que dans la culture populaire et amateur (web film, série télé, etc.), le plan-séquence fixe permet d’analyser un ensemble de pratiques et de réalités du cinéma, de l’usine Lumière à YouTube. / Favouring an approach at once genealogical and intertextual, this study explores the practice of the "static sequence shot" (plan-séquence caméra fixe) in cinema. It offers an overview of its significant moments in film history. It tries to show how its use since the 70's can be seen as a reappraisal of early cinema technique, and can also find strong echos in the works of experimental filmmakers, in particular structural filmmaking. For Andy Warhol, the static sequence shot was both a rediscovery and an enchantment of early cinema. In Jeanne Dielman Chantal Akerman's static shots extended Bazinian Modernism into the New York Avant-garde. Since the 80's, with the advent of video surveillance, the static sequence shot becomes associated with a carceral apparatus, posing ethical and aesthetic issues (voyeurism, degree zero mechanisms, etc.). These issues are at the core of the documentary films News from Home and Délits flagrants. Today, we can witness that the static sequence shot has become increasingly important and almost dominant in certain branches of auteur cinema as well as in contemporary popular media culture (web films, T.V. series, etc.) This master's thesis thus claims it allows us to analyse current as well as early practices of cinema, from the Lumière' s factory to YouTube. / Pour respecter les droits d'auteur, la version électronique de ce mémoire a été dépouillée de ses documents visuels. La version intégrale du mémoire a été déposée au Service de la gestion des documents et des archives de l'Université de Montréal.