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‫وزارة اﻟﺗﻌﻠﯾم اﻟﻌﺎﻟﻲ و اﻟﺑﺣث اﻟﻌﻠﻣﻲ‬
‫ﺟﺎﻣﻌـﺔ اﻟﺷﺎذﻟﻲ ﺑن ﺟدﯾد – اﻟطــﺎرف‬

UNIVERSITE CHADLI BENDJEDID-EL- TARF

‫ﻛﻠﯾـﺔ اﻟﻌﻠـــــــــــــوم واﻟﺗﻛﻧوﻟوﺟﯾــــــﺎ‬

FACULTE DES SCIENCES DE LA TECHNOLOGIE
DEPARTEMENT D’INFORMATIQUE

‫ﻗﺳـم اﻹﻋــــــــــــﻼم اﻵﻟــــــــــﻲ‬

Mémoire présenté en vue d'obtenir le
diplôme de
licence académique

Intitulé :

Suivi un doigt dans une
uivi
séquence vidéo

Domaine : Mathématiques
Mathématiques-Informatique
Filière : Informatique
Spécialité : Informatique
Préparé par : Ouyaba Abd
AbdEllatif
Belaidi BadrEddine
Encadré par : M
...

Nous adressons le grand remerciement à notre encadreur M
...

Nous tenons également à remercier les membres de jury pour l’honneur qu’ils nous
ont fait en acceptant de siéger à notre soutenance
...

Finalement, nous tenons à exprimer notre profonde gratitude à nos familles qui
Nous ont toujours soutenue et à tout ce qui ont participé de réaliser ce mémoire
...


2

Dédicaces
Je dédie ce mémoire de fin d’étude :
A mes parents :
Grâce à leurs tendres encouragements et leurs grands sacrifices, ils ont pu
créer le climat affectueux et propice à la poursuite de mes études
...

Je prie le bon Dieu de les bénir, de veiller sur eux, en espérant qu’ils seront
toujours fiers de moi
...

A tous mes professeurs :
Leur générosité et leur soutien m’oblige de leurs témoigner mon profond
respect et ma loyale considération
...


Belaidi BadrEddine

3

Dédicaces
Je dédie ce mémoire de fin d’étude :
A mes parents :
Grâce à leurs tendres encouragements et leurs grands sacrifices, ils ont pu
créer le climat affectueux et propice à la poursuite de mes études
...

Je prie le bon Dieu de les bénir, de veiller sur eux, en espérant qu’ils seront
toujours fiers de moi
...

A mon Grand-père
A ma grand-mère
A tous mes professeurs :
Leur générosité et leur soutien m’oblige de leurs témoigner mon profond
respect et ma loyale considération
...


Ouyaba AbdEllatif

4

Table des matières
Table des matières
Remerciement
...
3
Table des matières
...


Table des figures
...
8
1
...
8
2
...
9
3
...
9
4
...
9

...
10
1
...
10
2
...
10
3
...
10
4
...
10

...
1
...
10
4
...
Image vectorielle
...
Caractéristique d'une image numérique
...
1
...
11
5
...
La résolution
...
3
...
11
5
...
Le bruit
...
5
...
12

6
...
12
6
...
Avantages
...
2
...
13
7
...
13
7
...
Amélioration du rapport signal sur bruit
...
2
...
14
7
...
1
...
14
7
...
2
...
15
8
...
16
Chapitre02 : Les points d'intérêts et la vidéo
...
Introduction
...
Définition d'une vidéo
...
Caractéristique (vidéo)
...
Domaine d'application de la vidéo
...
Les points d'intérêts
...
Les différentes méthodes de la détection
...
1
...
19
6
...
Méthodes basées sur l'intensité
...
3
...
20

7
...
20
7
...
Détecteur de SIFT de Lowe
...
2
...
20
7
...
Détecteur de Moravec
...
4
...
20
8
...
21
9
...
21
Chapitre03 : Conception et implémentation
...
Introduction
...
La démarche proposé
...
1
...
24
3
...
24
4
...
25
5
...
25
6
...
26
Conclusion générale
...
Bibliographies ……………………………………………………………………………
...
14

...
14
Figure 3: Filtrage passe- bas
...
15
Figure 5: Filtrage passe bas médian
...
15
Figure 7: Caractéristique d'une vidéo
...
19

...
21

...
23

...
24

...
25

...
Le projet consiste à suivre sur une vidéo live un doigt en utilisant
un algorithme précis basé sur la méthode de l’intensité qui est définit dans le
deuxième chapitre
...
Ensuite dans le
deuxième chapitre on va parler sur le flux de donnée dans notre application qui est la
vidéo et leur caractéristique, ainsi que nous allons citer et expliquer les méthodes de
détection et les détecteurs
...


1
...
Le système du "Tableau Magique" est constitué d’un tableau blanc
qui permet aux enseignants de manipuler le contenu réel du tableau en tant que
information numérisée à travers: un webcam concentré sur le tableau avec un
projecteur qui affiche le contenu de cours, cette dernière est connectée avec
l’ordinateur dans une classe, tous ces outils permettent a l’utilisateur(souvent
enseignant), de saisir, écrire, copier ou coller dans le tableau, ainsi que d’effacer le
contenu à travers des gestes de la main dans une zone précise, ce projet consiste a
détecter et suivre le doigt de l’enseignant pour localiser la zone à manipuler, puis,
faire la projection associée aux traitements correspondants au geste de main reconnu,
ce projet appartient au domaine de la réalité augmentée c’est presque comme monde
virtuel mais avec l’injection des objets réels comme le tableau
...


2
...

Les facteurs motivants qui nous poussent à développer une solution à la
problématique sont :
 Le bienfait du domaine d’application qu’il est la réalité augmentée qui utilise
l’intelligence artificielle pour connaitre et visualiser les objets
...


3
...


4
...

 Dans le deuxième chapitre on va parler sur les méthodes de détection point d'intérêt
et la vidéo
...


9

Chapitre 1 : L’image
numérique
1
...
Nous aborderons par la suite une vidéo comme source de l’image numérique,
et donc source d’inspiration des différents domaines d’applications
...
Définition de l'image
Une image est une représentation visuelle, voire mentale, de quelque chose (objet,
être vivant

ou concept)
...


3
...


4
...
1
...
Dans le cas des images à deux dimensions (le plus courant), les
points sont appelés pixels
...

Les formats d'images matricielles les plus courants sont jpeg, gif, png, tiff, bmp
...
1
...
L'avantage de ce type d'image est la possibilité de l'agrandir indéfiniment
sans perdre la qualité initiale, ainsi qu'un faible encombrement
...
Ce type d'image est aussi utilisé pour les
animations Flash [3]
...
Caractéristiques d'une image numérique

5
...
La définition: nombre de pixels (de points) qui composent l’image, on l’obtient en
multipliant le nombre de pixels en largeur par le nombre de pixels en hauteur
...


Ex: La télévision de haut définition (HD) 1080 a 1920 pixels c
...
un total de
2073600 pixels par image [4]

5
...
La résolution : La résolution d’une image

s’exprime en ppp (point par pouce) lors

du visionnement sur écran et en dpi (dots per inch
...


« La résolution est élevée → les points sont petits et nombreux → le poids de l'image
est élevé »
...


5
...
Le poids (la taille) : Pour connaître la taille d'une image, il est nécessaire de
compter le nombre de pixels que contient l'image, cela revient à calculer le nombre
des cases du tableau, soit la hauteur de celui-ci que multiplie sa largeur
...
Dans le cas
d'une image monochrome (niveau gris), chaque pixel est codé sur un octet, et la taille
mémoire nécessaire pour afficher une telle image est directement liée à la taille de
l'image
...
V
...
), un pixel peut être représenté sur trois
octets : un octet pour chacune des couleurs : rouge (R), vert (V) et bleu (B)
...
400 égal 302
...


5
...
Le bruit : Un bruit (parasite) dans une image est considéré comme un phénomène
de brusque variation de l'intensité d'un pixel par rapport à ses voisins, il provient de l'éclairage
des dispositifs optiques et électroniques du capteur [6]
...
5
...
Il est utilisé pour comparer deux images obtenues sous des
éclairages différents, ou encore pour mesurer certaines propriétés sur une image, on
modifie souvent l'histogramme correspondant
...


6
...
1
...


 La possibilité de faire des retouches :
En peut faire des manipulations et retouches au niveau de la photo en ce qui concerne
la qualité de l'image, la possibilité d'ajouter des effets spéciaux, de régler la luminosité
de l'appareil photo numérique afin d'éviter les effets indésirables (les yeux rouges) et
ce avant le développement des photos
...


 Le prix :
Autre fois réservé aux professionnels fortunés, le multimédia à la maison est devenu
une chose facile d'accès même pour les petits consommateurs (amateurs et
photographe occasionnel) grâce aux PC s récents
...
On peut y stocker 400000 photos soit 1/2 euro pour 1000 photos
...
Un investissement
numérique n'est donc pas plus cher qu'un investissement argentique, et même
avantageux sur le long terme [6]
...
2
...

 L'énergie :
Les appareils sont encore extrêmement gourmands en énergie (surtout l'utilisation de
l'afficheur LCD)
...
Les derniers appareils numériques
sont livrés avec des batteries au Lithium de capacité nettement supérieure à celles
citées précédemment, sans effet mémoire , Une recharge permet de prendre entre 200
et 750 photos suivant la capacité de la pile et l'emploi ou non du flash incorporé
...

 La perte la beauté de l’image naturelle :
Avec laquelle la photo devient manipulable (dans le sens péjoratif du terme) et perd sa
beauté naturelle [6]
...
Amélioration de l'image numérique
Pour améliorer une image numérique, ils existent deux types d’amélioration:

7
...
Amélioration du rapport signal sur bruit: Le transfert de l'image d'un objet
vers l'ordinateur lors de l'acquisition se produit avec un certain bruit
...
La méthode la plus
simple pour augmenter le rapport signal/bruit consiste à appliquer le principe des
analyseurs multi-canaux, c'est à dire effectuer plusieurs acquisitions de l'image (n par
exemple): ce qui revient à effectuer plusieurs sommations du signal
...


13

7
...
Amélioration par filtrage L'amélioration du rapport signal sur bruit, bien
qu'intéressante,

est

souvent

insuffisante

pour

obtenir

de

bonnes

images
...
Il existe un grand nombre de filtres possibles, et à quelques
exceptions près, on peut les classer en 2 grandes catégories: Les filtres linéaires et
morphologiques
...
2
...
Les filtres linéaires : l’utilisation des filtres linéaires provient de l'extension
des méthodes mises au point pour le traitement du signal, au traitement des images
numériques, on peut en effet, considérer une image numérique comme un signal
bidimensionnel numérisé [8]
...

L'image suivante est une image scannée à partir d'un document imprimé
...
2
...
Les filtres morphologiques : est rapidement devenue une théorie fondamentale
du traitement et de l'analyse d'images
...
Ils permettent de transformer les images, d'en extraire des
caractéristiques, des objets ou encore des mesures par une analyse associant propriétés
des objets eux-mêmes et propriétés du contexte [
mêmes
[10]
...
Le filtre morphologique simplifie l’image en
préservant la structure, mais il perd en général de l’information
...


8
...


16

Chapitre 2 : Les points d'intérêt et
la vidéo
1
...
Cette opération se base sur des
détecteurs connus et bien précis
...
Définition d'une vidéo
La vidéo regroupe l'ensemble des techniques permettant l'enregistrement ainsi que la
restitution

d'images animées,

accompagnées

ou

non

de son,

sur

un

support électronique [1]
...
Caractéristique vidéo
 format d’image : Toutes les données correspondantes aux informations contenues
dans l'image sont structurées d'une certaine façon afin de permettre leur stockage
(BMP, GPEG, GIF)
...
Ex : au cinéma 24
image/seconde, 25 image/seconde pour la télévision
...

 Son : Le son est une vibration mécanique d'un fluide, qui se propage sous forme
d'ondes longitudinales grâce à la déformation élastique de ce fluide
...


17

Insertion de
L’image

Format de

Profondeur de
couleur et débit

L’image

Caractéristique vidéo

Son
Cadence

Figure 7 : Caractéristiques d’une vidéo
4
...



Secteur public: Collectivités locales (justice, administration,…)
...



Formation

: Installation de salle multimédia pour la formation aux langues avec

connexion à des sites étrangers
...


5
...
Historiquement, on cherche
à extraire détecteurs ne trouvaient pas seulement les coins, mais également d’autres
eurs
points dans des zones texturées ou en présence de bruit [13]
...

6
...
1
...
Les points d’intérêts sont ensuite extraits le long des
contours en considérants les points de courbures maximales ainsi que les intersections de
érants
contours
...


19

6
...
Méthodes basées sur l’intensité:

Ces méthodes sont basées la dérivée des

niveaux de gris pour repérer les points ou l’intensité varie fortement dans une ou plusieurs
directions, et de regarder directement la fonction d’intensité dans les images pour en extraire
directement les points de discontinuités
...
3
...
Ce détecteur est précis à condition d’avoir de bonnes
valeurs initiales pour les paramètres du modèle
...
Quelques détecteur des points d'intérêt
Il existe une quantité importante de détecteurs de points d’intérêt
...
De façon générale, un détecteur de point d’intérêt consiste à calculer une valeur
de réponse représentative de l’intérêt pour chaque pixel de l’image et ensuite a sélectionner
les meilleurs
...
1
...
Un
autre objectif est également de résoudre le problème du changement d’échelle qui pose
généralement des difficultés aux autres détecteurs
...
2
...
L’entropie mesure la quantité
d’information d’une variable
...
3
...
Ce détecteur retourne les maxima
locaux d’une mesure de variance directionnelle (sur les quatre directions)
...
4
...
La figure 10 montre les différentes étapes du détecteur de
Harris
...
Ensuite, la matrice de réponse

20

du détecteur est obtenue à partir de ces matrices
...


Suppression des non -maxima

Sélection des points d'intérêt

Figure 9 : Détecteur de Harris

8
...


21

Chapitre 3 : Conception Et
Implémentation
1
...
Enfin, on se termine par un critique
...
La démarche proposées
Le fonctionnement d’application consiste à lire une vidéo (live), image par image, et sur
chaque une de reconnaitre l’objet voulu à l’aide d’un filtre médian, on utilisant Matlab7 qui
est un langage qui base beaucoup plus les calcules aussi le traitement d’image pour plus
comprendre nous allons proposées le diagramme suivant :

22

Flux vidéo

Faux

Existence
d'image

Vrais
Extraction d'une image

Transformer l’image au niveau gris et
Retirer le point rouge

Filtrage (médian)

Retransformer l’image a une image
couleur

Marquer le point d’intérêt
(Couleur rouge)

Localiser le doigt

Fin

Figure 10: Organigramme représente l’approche proposée

23

2
...


Définir les étapes :

Nous avons un flux de vidéo (live) comme donnée après on a :

 Trouver une image : consiste à prendre une capture (instantané) de l’image a
partir du flux vidéo
...

 Filtrage (médian) : dans la cinquième étape on utilise le filtrage média (déjà
médian
définit dans le premier chapitre: l’image numérique), dont le rôle est de minimiser le
init
bruit pour améliorer l’aspect visuel de l’image
...

gris
 Marquer le point d’intérêt (Couleur

rouge) : cette étape consiste à

localiser les coordonnées du point rouge sur le doigt en utilisant un algorithme qui
cherche une région rouge dans l’image et localise son pixel central Dans notre
central
...


3
...


24

Figure 12 : capture d’écran représente un exemple de détection
...
Langage de programmation utilisé(Matlab7)
Matlab7 : est un langage de programmation de quatrième génération émulé par
un environnement de développement du même nom ; il est utilisé à des fins de calcul
numérique
...

,
manipuler des matrices, d'afficher des courbes et des données, de mettre en œuvre des
algorithmes, de créer des interfaces utilisateurs, et peut s’interfacer avec d’autres
langages comme le C, C++ Java, et Fortran
...

un million en 2004)
...
Critique
Après avoir implémenté et utiliser l’
té
l’application, nous avons arrivé a des résultats
satisfaisants, le détecte et suiv le doigt dans la vidéo live a base d
suive
d’une approche
basée intensité (couleur rouge dans notre application)
...

 L’application détecte le point rouge : elle peut détecter des autres objets indésirables,
par exemple dans le domaine de l’enseignement : l’existence de l’écriture rouge ce
qui pose un problème
...

 le font doit être de couleur blanche
...
Conclusion
Après avoir achevé l’implémentation de notre application, nous avons arrivé a des
résultats acceptables c’est que ce projet marche avec efficacité en appliquant la
méthode basée intensité (la couleur rouge) sous le langage de programmation
matlab7, mais il faut prendre en considération quelques conditions et contraintes
...
Notre application inclut dans un projet plus vaste « le Tableau
Magique » dont l’objectif est de faciliter la tache d’enseignement
...
Plus précisément nous nous somme focalisés à la détection
et suivi un doigt dans vidéo direct (en temps réel) à base de couleur
...
Pour atteindre ces informations, nous avons commencé par un Etat de l’art
qui contient des notions sur l’image numérique (définition, type et caractéristique…)
...
Dans le dernier chapitre nous avons faire la conception et la description
de notre application via un organigramme qui explique bien le travail, des capture qui
visualiser l’interface et le contenu de l’application ainsi qu’une petite définition de
l’outil ou le langage de programmation (Matlab7)
...
Après passer ces trois mois de recherche et terminer notre
application avec succès, nous avons trouvé l’ambition d’améliorer notre application
encore dans ce période nous avons sélectionné ou obtenir quelques application
similaire comme la détection du visage ou des yeux comme perspectives
...
wikipedia
...
enc
...
fr
[3]: Didier muller , « Traitement d'image», Décembre 2015
[4]: Edmond Fernandez , «Caractéristiques technique des images numériques»,
Archives Nationales d ’Outre-Me, avril 2010
...

[6]: http://www
...
com
[7]: http://tpe2009photo
...
com
[8]: http://urfist
...
sorbonne
...
techniques-ingenieur
...
idvideo
...

Nous nous intéressons dans notre cas de faire une tache ou une partie de ce
projet qu’elle est la détection et le suivi d’un doit dans une vidéo live, il existe
une large variété d’algorithmes qui permettent d’obtenir le but désiré, pour
cela nous avons choisi une méthode efficace pour la réalisation de
l’application
...


Mots clés : image numérique, vectorielle, matricielle, histogramme,
amélioration, détection, filtrage, vidéo, suivi, intensité

---