Origines de la 3D

La 3D est devenue  le cheval de bataille des constructeurs de télévisions, de jeux et de consoles de jeux. Mais derrière ce terme générique de 3D nous pouvons différencier au moins deux gammes de produits et de technologies :

  • Les produits et technologies qui permettent une perception en 3D d’images de synthèse ou réelle sur des écrans adaptés comme les jeux vidéos par exemple,
  • Les produits permettant une capture de l’environnement en 3D (caméras et appareils photos)
  • Les produits et technologies comme la Wii et la Kinect qui offrent une réelle capacité d’interactivité avec un objet virtuel. Le résultat est connu : suivre finement le mouvement dans l’espace d’un bras, d’une jambe, du corps pour construire l’interaction entre le corps et un objet virtuel comme une balle de tennis pour reconstruire une partie de Tennis.

C’est à cette troisième catégorie de technologie que nous nous intéressons, et plus particulièrement à la capacité d’un capteur de la caméra Kinect (Microsoft) de détecter la “profondeur” d’un objet ou d’un corps.

Les limites des technologies classiques de la vidéosurveillance

Une des fonctionnalités clé de la vidéosurveillance est la détection d’intrusion. Elle exploite très majoritairement deux technologies :

  • Le PIR (capteur infra-rouge) qui détecte le passage d’une cellule à une autre d’un “nuage” de chaleur issu du rayonnement thermique. Chaque cellule couvrant une partie d’un contexte (par exemple une chambre ou l’entrée d’une maison). Un homme produit ce rayonnement qui passe d’une cellule à une lorsqu’il se déplace dans la pièce. La détection par le PIR peut provoquer de fausses alertes avec un animal par exemple. Ce défaut pouvant être corrigé sur certaines caméras par un couplage avec la reconnaissance d’image vidéo (voir plus bas),
  • Le traitement d’image du flux vidéo est la deuxième technologie utilisée. Les images sont traitées dans la caméra qui va analyser les variations dans l’image: apparition de zones d’ombres, de changement de luminosité ou tout type d’artefact dû à un changement (présence d’animaux). En fonction de ce qui a été programmé, la caméra (ou le serveur asservi à cette caméra), va déclencher une alerte (exemple: détection d’une forme mouvante verticale pouvant être un homme = alerte; détection d’une forme mouvante horizontale pouvant être un chien = pas d’alerte).

Capacité et apport du détecteur de profondeur en 3D

La technologie 3D est constituée d’un projecteur infrarouge qui va projeter un motif (grille de points), ainsi qu’un capteur qui va filmer la déformation de ce motif. Un logiciel va alors calculer le déplacement de la cible (qui peut-être une personne) en fonction de la déformation de ce motif. C’est ce déplacement qui va permettre de réaliser l’interactivité entre le ou les joueurs et les objets virtuels.

Xbox-360-Kinect-Standalone

La profondeur est la clé de l’identification d’un corps humain. Dans le cas de la Kinect le logiciel va pousser l’analyse des mouvements afin de reconstituer le squelette des humains détectés. Ce squelette va permettre d’entrer en interaction avec le logiciel à contrôler (jeu vidéo, détection d’intrusion, cabines d’essayage virtuelles …) en comptant le nombre de personnes, ou en analysant les déplacements de chaque partie du corps pour suivre ses mouvements ou encore, déterminer des mouvements de la main ou du corps qui peuvent être reconnus et interprétés par la partie logicielle du système.

Des applications très larges pour la vidéosurveillance

Avec la capacité d’identifier les mouvements précis de l’individu, la détection d’intrusion devient infiniment plus précise. Elle devient assez fine pour détecter si c’est bien un humain qui est rentré dans la pièce et non un animal. On peut alors même imaginer détecter quelle personne de la famille est rentrée, ou même ajouter de nouveaux services pour tout détecter finement (exemple : la détection de chute pour les personnes âgées).

On peut aussi imaginer des applications variées qui commencent d’ailleurs à se développer :

  • Comptage de personnes qui entre dans une boutique pour en déduire des statistiques de fréquentation, recouper des taux de vente avec la fréquentation,
  • Suivi du parcours d’un client dans une grande surface à des fins d’analyse,
  • etc…

La technologie de vision 3D offre des perspectives nombreuses dans la sécurité, la vidéosurveillance, mais aussi dans beaucoup d’autres domaines dans lesquels on a le souhait d’identifier un individu, son parcours, son comportement et ainsi pouvoir interagir et lui proposer de nouveaux services.