Conception de systèmes de reconnaissance d’activités humaines

La reconnaissance d'activités est un domaine de recherche qui vise à décrire, analyser, reconnaître, comprendre et suivre les activités et les mouvements de personnes, d'animaux, ou d'objets animés. De nombreux domaines d'applications, importants et critiques, tels que la surveillance, la sécurité ou la santé, nécessitent une certaine forme de reconnaissance d'activités (humaines). Dans ces domaines, la reconnaissance d'activités peut être utile pour détecter tôt les comportements anormaux de certaines personnes : actes de vandalisme ou difficultés dues à l'âge ou la maladie. Les systèmes de reconnaissance doivent être temps réel, réactifs, corrects, complets et fiables. Ces exigences strictes nous amènent à l'utilisation de méthodes formelles pour décrire, analyser, vérifier et générer des systèmes de reconnaissance efficaces et corrects. L'objectif de cette thèse est de contribuer à la définition d'un tel système en se focalisant sur les aspects de description et de vérification. Parmi les nombreuses approches envisageables, nous proposons d'étudier comment le paradigme synchrone peut s'appliquer aux besoins de la reconnaissance d'activités. En effet, cette approche possède des atouts qui semblent intéressants : une sémantique bien fondée, l'assurance du déterminisme, une composition parallèle sûre, et la possibilité de vérification grâce au model checking. Les langages synchrones existants peuvent être utilisés pour décrire des modèles d'activités, mais ils sont difficiles à maîtriser par des non informaticiens (ex : médecins). Nous proposons donc un nouveau langage dédié à ce type d'utilisateurs pour décrire les activités qu'ils souhaitent reconnaitre. Ce langage nommé ADeL (Activity Description Language) propose deux formats équivalents, l'un textuel et l'autre graphique. Afin de permettre à la fois les vérifications et l'implémentation, nous munissons notre langage de deux sémantiques synchrones complémentaires. D'abord, une sémantique comportementale qui donne une définition référentielle du comportement d'un programme en utilisant des règles de réécriture. Deuxièmement, une sémantique opérationnelle qui décrit le comportement d'une manière constructive et peut être directement mise en œuvre. Comme l'environnement des systèmes de reconnaissance n'est généralement pas conforme aux hypothèses du paradigme synchrone, notre système doit comporter un transformateur asynchrone/synchrone. Ce transformateur, que nous appelons "synchroniseur", reçoit les évènements asynchrones de l'environnement, les filtre, décide lesquels peuvent être considérés comme "simultanés", et les regroupe en instants logiques selon des politiques prédéfinies pour les envoyer au moteur de reconnaissance d'activités.