Identification des personnes par reconnaissance de visage pour la sécurité d'une institution bancaire

2.1.2.2 Éléments de la méthode

La méthode de Viola et Jones est une approche basée apparence, qui consiste à parcourir l'ensemble de l'image en calculant un certain nombre de caractéristiques dans des zones rectangulaires qui se chevauchent. Elle a la particularité d'utiliser des caractéristiques très simples mais très nombreuses. Une première innovation de la méthode est l'introduction des images intégrales, qui permettent le calcul rapide de ces caractéristiques. Une deuxième innovation importante est la sélection de ces caractéristiques par boosting, en interprétant les caractéristiques comme des classifieurs. Enfin, la méthode propose une architecture pour combiner les classifieurs boostés en un processus en cascade, ce qui apporte un net gain en temps de détection.

La méthode, en tant que méthode d' apprentissage supervisé, est divisée en deux étapes : une étape d'apprentissage du classifieur basé sur un grand nombre d'exemples positifs (c'est-à-dire les objets d'intérêt, par exemple des visages) et d'exemples négatifs, et une phase de détection par application de ce classifieur à des images inconnues.

a) Caractéristiques

Description

Figure 1- Un exemple des types de caractéristiques utilisées par Viola et Jones.

Source : http://fr.wikipedia.org/wiki/Méthode_de_Viola_et_Jones, valide le 10/10/2011

Plutôt que de travailler directement sur les valeurs de pixels, et pour être à la fois plus efficace et plus rapide, Viola et Jones proposent d'utiliser des caractéristiques, c'est à dire une représentation synthétique et informative, calculée à partir des valeurs des pixels. Viola et Jones définissent des caractéristiques très simples, les caractéristiques pseudo-Haar, qui sont calculées par la différence des sommes de pixels de deux ou plusieurs zones rectangulaires adjacentes. La figure ci-contre donne des exemples des caractéristiques proposées par Viola et Jones à 2, 3 ou 4 rectangles, dans lesquelles la somme de pixels sombres est soustraite de la somme des pixels blancs. Leur nom vient de leur similitude avec les ondelettes de Haar, précédemment proposées comme caractéristiques par Papageorgiou et dont se sont inspirés Viola et Jones.

Pour calculer rapidement et efficacement ces caractéristiques sur une image, les auteurs proposent également une nouvelle méthode, qu'ils appellent «  image intégrale ». C'est une représentation sous la forme d'une image, de même taille que l'image d'origine, qui en chacun de ses points contient la somme des pixels situés au-dessus de lui et à sa gauche. Plus formellement, l'image intégrale ii au point (x,y) est définie à partir de l'image i par :

Grâce à cette représentation, une caractéristique formée de deux zones rectangulaires peut être calculée en seulement 6 accès à l'image intégrale, et donc en un temps constant quelle que soit la taille de la caractéristique.