Thèse en Sciences de l'Ingénieur, université de Nice Sophia Antipolis, préparée à l'Inria Sophia Antipolis

Présentée par : Soraya Arias

Date & lieu : 16 Décembre 1999, à 14h, Salle 006 à l'Inria Sophia Antipolis

Jury :

Président :	Pierre Bernhard
Rapporteurs :	Thomas Henderson
	Augustin Lux
Examinateurs :	Ève Coste-Manière
	Bernard Espiau
	Gérard Giraudon
	Thierry Viéville

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 asservissement, 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, implantation et validation).
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'application. 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 caractéristiques intéressantes pour satisfaire aux besoins de cette méthodologie. Il offre en particulier des outils formels de validation de la partie liée au controle logique et permet la gestion rigoureuse des aspects temps réel. Afin de tirer le meilleur parti de cet environnement pour le développement d'applications 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 communication assurant l'interopérabilité du système et un mécanisme de génération automatique d'interfaces 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 agées.

Mots clés : Applications de vision, Temps Réel, TÂCHE VISION, Méthodologie de programmation, ORCCAD, MAESTRO, Environnement de programmation.

Title : Formalisation and Integration for Real Time Computer Vision

By : Soraya Arias

Abstract: Advances in Computer Vision are making it possible to move forward from the design 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 applications, 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 elementary 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/MaestRo environment, developed initially for robotics control, exhibits interesting 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 environment are presented for a typical tracking application in a context of assistance to elderly persons.

Keywords: Real-Time, Vision Applications, Vision Task Formalism, Programming Methodology, ORCCAD, MAESTRO, Programming Environnement.