Modélisation de visage par fusion d'information couleur dans le cadre de la théorie de l'évidence et suivi par filtrage particulaire

Francis Faux (1) , Franck Luthon (1)

1 LIUPPA - Laboratoire Informatique de l'Université de Pau et des Pays de l'Adour

Cet article présente un système de détection et de suivi en temps réel de visages dans une séquence vidéo. L'approche proposée consiste en la modélisation de la teinte chair du visage par un processus de fusion pixel de trois informations couleur, dans le cadre de la théorie de l'évidence de Dempster-Shafer. Pour cela, deux phases sont utilisées. Une phase d'initialisation simple et rapide, prend en compte au plus près la réalité terrain. L'utilisateur sélectionne manuellement sur une image une zone ombrée, une zone surexposée puis une zone d'intensité moyenne du visage. La teinte chair du visage est alors modélisée grâce au processus de fusion. Une phase de suivi sur la séquence vidéo utilise l'idée fréquemment rencontrée que les contours extérieurs d'un visage sont approximés par une ellipse englobant la région de teinte chair. Une méthode directe d'ajustement par les moindres carrés rapide et robuste aux bruits permet de dimensionner l'ellipse dans le contexte de fond complexe où certains contours issus de fausses détections perturbent le dimensionnement de la courbe. Ensuite, les paramètres de l'ellipse (centre, axe mineur, grand axe et orientation) sont utilisés par un algorithme de filtrage particulaire afin de gérer de manière robuste le suivi dynamique de la position, de la taille et de la pose du visage. L'originalité de la méthode réside en la modélisation de la teinte chair par la fusion de trois sources indépendantes du point de vue cognitif. De plus, les fonctions de masse (théorie de Dempster-Shafer) sont déterminées à partir de modèles a priori intégrant des données contextuelles spécifiques au visage. Ainsi, la particularité du visage de présenter des zones ombrées (cou) ou surexposées (nez, front) est prise en compte et la sensibilité face aux conditions d'éclairement est diminuée. Les résultats de la modélisation de la teinte chair, de la fusion, de l'ajustement par une ellipse et du suivi seront illustrés et commentés dans cet article. Les limites ainsi que les évolutions de la méthode sont aussi développées en conclusion.

Mots clés: Détection de visage; Dempster-Shafer; fusion; suivi de visage; condensation; couleur

Domaines: Traitement du signal et de l'image [eess.SP]; Traitement du signal et de l'image [eess.SP]

Francis Faux, Franck Luthon. Modélisation de visage par fusion d'information couleur dans le cadre de la théorie de l'évidence et suivi par filtrage particulaire. 15e Congrès RFIA'06, Jan 2006, Tours, France. pp.;. ⟨hal-00408646⟩