Discussion :

[Redak2010]

Bonjour,
Ma problématique est l'estimation de la vitesse d'un objet dans une séquence vidéo.
Pour cela, je connais les coordonnées du barycentre de l'objet (X,Y) et aussi la vitesse durant N images et je veux estimer la vitesse dans la (N+1)ième image et ainsi dire que mon objet d'intérêt a autant de probabilité d'être à cette position.

J'ai pensé au filtre de Kalman (simple ou étendu) mais je n'en suis pas si sûr.
Y-a-t-il d'autres moyens ou méthodes pour estimer la vitesse de l'objet?

Merci de votre aide.

[prgasp77]

Bonjour, je ne suis pas un expert de ce genre de problèmes, mais j'ai quelques remarques qui pourraient aider, je pense ...

Premièrement, sommes nous bien d'accord que le but final est d'estimer la vitesse réelle de l'objet, et non la vitesse de son centre dans l'image ? Si c'est bien le cas, la position seule de son centre ne suffira pas car elle ne te permettra pas d'estimer la composante de la vitesse dans l'axe de la caméra. Un second point me semble nécessaire.

Ensuite, supposons que tu connaisses effectivement les coordonnées d'un second point pour chaque image ; alors le fait que tu connaisses la vitesse de l'objet aux images précédentes pourraient nous simplifier la tâche. Si tu ne cherches pas de grande précision, la méthode suivante pourrait conduire à quelques résultats. On se place dans le repère (0,x,y,z) où (0,x,y) est le plan image et z et l'axe caméra. Pour les axes x et y, tu établies la vitesse-image (en pixels/frame) et la vitesse réelle (m/s) du centre suivant cet axe ; et pour z tu établies la variation de distance-image entre les deux points (toujours en pixels/frame) et la vitesse réelle (m/s). Cela te permet alors d'établir une « règle de conversion » pour les images à suivre.

En revanche, le fait qu'un objet se rapproche de la caméra conduira à une augmentation de l'estimation de sa vitesse réelle. Si tu peux faire des suppositions sur la conduite de tes objets, cela pourrait augmenter grandement l'efficacité de cette méthode naïve. Tes objets se déplacent-ils en ligne droite ? etc.

Cdlt,

[souviron34]

Kalman est effectivement un bon moyen d'estimer (disons que ça revient un peu à faire un spline sur la vitesse)

Mais comme le dit prgasp77 ça dépend si l'objet est "plus ou moins" parallèlle à la caméra ou orthogonal (en gros est-ce une vitesse de déplacement ou une vitesse de zoom)

[Redak2010]

Merci d'avoir répondu.
L'objectif final est d'estimer la vitesse de l'objet, la vitesse réelle n'a pas d'importance, je peux garder la vitesse en (pixel/frame).
Je souhaiterai travailler avec des méthodes d'extrapolation, -c'est-à-dire estimer la vitesse à 6, 7 et 8 frames connaissant la vitesse de l'objet aux frames de 1à 5-, comme le filtre de Kalman ou la méthode de moindres carrées ou le spline (mais cette notion m'est nouvelle).

Encore merci

Bonjour, je ne suis pas un expert de ce genre de problèmes, mais j'ai quelques remarques qui pourraient aider, je pense ...

Premièrement, sommes nous bien d'accord que le but final est d'estimer la vitesse réelle de l'objet, et non la vitesse de son centre dans l'image ? Si c'est bien le cas, la position seule de son centre ne suffira pas car elle ne te permettra pas d'estimer la composante de la vitesse dans l'axe de la caméra. Un second point me semble nécessaire.

Ensuite, supposons que tu connaisses effectivement les coordonnées d'un second point pour chaque image ; alors le fait que tu connaisses la vitesse de l'objet aux images précédentes pourraient nous simplifier la tâche. Si tu ne cherches pas de grande précision, la méthode suivante pourrait conduire à quelques résultats. On se place dans le repère (0,x,y,z) où (0,x,y) est le plan image et z et l'axe caméra. Pour les axes x et y, tu établies la vitesse-image (en pixels/frame) et la vitesse réelle (m/s) du centre suivant cet axe ; et pour z tu établies la variation de distance-image entre les deux points (toujours en pixels/frame) et la vitesse réelle (m/s). Cela te permet alors d'établir une « règle de conversion » pour les images à suivre.

En revanche, le fait qu'un objet se rapproche de la caméra conduira à une augmentation de l'estimation de sa vitesse réelle. Si tu peux faire des suppositions sur la conduite de tes objets, cela pourrait augmenter grandement l'efficacité de cette méthode naïve. Tes objets se déplacent-ils en ligne droite ? etc.

Cdlt,

[souviron34]

Disons que le spline est adapté à 1 courbe 1D, donc comme je disais filtrer/extrapoler la vitesse..

Mainenant dans ce genre de calculs Kalman est en général utilisé avec l'ensemble des paramètres géométriques (matrice), (rotations et translations), ce qui est très nettement plus compliqué à faire avec un spline...

En gros :

ou bien on veut décrire la perspective, et on utulise Kalman, ou bien on veut suivre un objet dont soit on ne s'intéresse qu'à la position centrale, soit on se fiche de la déformation, et par conséquent juste une interpolation/extrapolation sur la (poisiton,vitesse), suffit, et alors un spline est (souvent) une bonne solution...

Sauf si il y a des mouvements brusques (changement de focale ou de caméra, recadrage brusque)...