Reconnaissance de gestes en vision par ordinateur

This thesis lies in the field of gesture recognition in the context of Human Computer Interaction (HCI). The goal was the design of recognition and understanding systems dedicated to the gestual channel, and their integration into new forms of interaction between users and computerized systems. A review of gestual communication and the domain of HCI allows a reflection of their use for new, natural interaction and the definition of gestures from a designer's point of view. We define a gesture by the concept of its trajectory, which is a parametrized curve over time in characteristics space. Characteristics of a hand are, e.g., its location and its posture. We propose to decompose the recognition problem into three stages: analysis, recognition and interpretation. During the analysis stage we compute the characteristics of a hand for each image of a sequence and create the gesture's trajectory. Spatio-temporal analysis during the recognition step then classifies the gesture between a set of known gestures specific to the application. The interpretation stage finally finds the correspondence between the recognized gesture and the action to be taken by the system. This stage is application dependent. In this thesis we focus on gestures in an intelligent environment, considering gestures for the manipulation of computerized objects and for drawing. We also present an application for human activities recognition based on the movement of individuals in that environment.Cette thèse se place dans le domaine de la reconnaissance de gestes dans le cadre d'interactions homme-machine. L'objectif est la conception de systèmes de reconnaissance et de compréhension adaptés au canal gestuel et son intégration dans de nouvelles interactions entre un utilisateur et un système informatique. Une revue de la communication gestuelle et de l'interaction homme-machine nous permet de nous interroger sur leurs applications pour une nouvelle interaction naturelle et la définition d'un geste du point de vue d'un concepteur d'interaction gestuelle. Nous définissons un geste par une trajectoire, c'est-à-dire une courbe paramètrée par le temps dans un espace de caractéristiques. Ces caractéristiques sont la position spatiale de la main et sa configuration. Nous proposons de décomposer la reconnaissance en trois étapes : analyse, reconnaissance et interprétation. L'étape d'analyse calcule les caractéristiques de la main dans chaque image de la séquence, créant ainsi la trajectoire du geste. Son analyse spatio-temporelle lors de l'étape de reconnaissance permet de la classifier parmi l'ensemble des gestes connus, spécifiques à l'application. Enfin, l'étape d'interprétation effectue la correspondance entre le geste reconnu et l'action à réaliser. Cette étape est dépendante de l'application visée. Dans cette thèse, nous nous intéressons aux gestes réalisés dans le cadre d'un environnement intelligent. Nous considérons ainsi des gestes de manipulations d'objets en réalité augmentée et des gestes de dessins. Nous présentons enfin une application de reconnaissance d'activités humaines se basant sur le mouvement d'un individu dans cet environnement