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SURveillance Vidéo InformatiséeSURveillance Vidéo Informatisée

Section InformatiqueSection InformatiqueChef de département Jean Pierre PETITChef de département Jean Pierre PETIT

Chef de Projet : Jean Luc LYCZAK Chef de Projet : Jean Luc LYCZAK

Groupe 3CP13: Groupe 3CP13:

DESPAIGNE Vianney,GERBAUX Amaury,MARTIN François-NoëlDESPAIGNE Vianney,GERBAUX Amaury,MARTIN François-Noël

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Présentation GénéralePrésentation Générale

Logiciel de vidéosurveillance par WebcamLogiciel de vidéosurveillance par Webcam• Fonctionnalités : Fonctionnalités :

Détection d’intrusionDétection d’intrusion Compteur de passageCompteur de passage Compteur InstantanéCompteur Instantané

• Archivage des événementsArchivage des événements• Traitements sur les imagesTraitements sur les images• Algorithme de l’OrdonnanceurAlgorithme de l’Ordonnanceur• LimitesLimites

Présentation

FonctionnalitéFonctionnalitéss

Analyses Analyses d’imagesd’images OrdonnanceurOrdonnanceur LimitesLimites

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33

Présentation

FonctionnalitéFonctionnalitéss

Analyses Analyses d’imagesd’images OrdonnanceurOrdonnanceur LimitesLimites

Une réponse adaptée Une réponse adaptée à un besoin utilisateurà un besoin utilisateur

Utilisateurs potentielsUtilisateurs potentiels• Agent de surveillanceAgent de surveillance• Responsable de surveillanceResponsable de surveillance

Contexte de travail :Contexte de travail :• Grandes surfaces à surveillerGrandes surfaces à surveiller• Nombreux points à couvrirNombreux points à couvrir

Travail fastidieux à l’échelle humaine

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Présentation

FonctionnalitéFonctionnalitéss

Analyses Analyses d’imagesd’images OrdonnanceurOrdonnanceur LimitesLimites

Avantage sur l’existantAvantage sur l’existant

Vidéo surveillance traditionnelleVidéo surveillance traditionnelle• Nécessite plusieurs écrans et des Nécessite plusieurs écrans et des

agents attentifs pour les surveilleragents attentifs pour les surveiller

• SURVI analyse lui-même les prises SURVI analyse lui-même les prises de vuesde vues

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55

Présentation

FonctionnalitéFonctionnalitéss

Analyses Analyses d’imagesd’images OrdonnanceurOrdonnanceur LimitesLimites

But du projetBut du projet

Fonctionnement simpleFonctionnement simple• Au niveau de l’interfaceAu niveau de l’interface• Au niveau de l’exploitation des Au niveau de l’exploitation des

résultatsrésultats Fonctionnement efficaceFonctionnement efficace

• Résultats rapides et synthétiquesRésultats rapides et synthétiques• Surveillance automatiséeSurveillance automatisée

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66

PrésentatioPrésentationn

Fonctionnalités

Analyses Analyses d’imagesd’images OrdonnanceurOrdonnanceur LimitesLimites

Modes de fonctionnement Modes de fonctionnement

3 modes différents3 modes différents

Détection d’intrusionDétection d’intrusion

Compteur de passageCompteur de passage

Compteur instantanéCompteur instantané

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77

PrésentatioPrésentationn

Fonctionnalités

Analyses Analyses d’imagesd’images OrdonnanceurOrdonnanceur LimitesLimites

Modes de fonctionnementModes de fonctionnement

Image de référenceImage de référence

• Nécessaire aux analysesNécessaire aux analyses• Prise automatique au lancementPrise automatique au lancement• Réinitialisable par l’utilisateur à tout Réinitialisable par l’utilisateur à tout

momentmoment• Visualisable par l’utilisateur à tout Visualisable par l’utilisateur à tout

momentmoment

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88

PrésentatioPrésentationn

Fonctionnalités

Analyses Analyses d’imagesd’images OrdonnanceurOrdonnanceur LimitesLimites

Modes de fonctionnementModes de fonctionnement

Détection d’intrusionDétection d’intrusion

• Choix de l’utilisateur entre 2 modes :Choix de l’utilisateur entre 2 modes :

Mode Mode normalnormal : différence progressive non : différence progressive non signaléesignalée

Mode Mode extrêmeextrême : toute différence signalée : toute différence signalée

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PrésentatioPrésentationn

Fonctionnalités

Analyses Analyses d’imagesd’images OrdonnanceurOrdonnanceur LimitesLimites

Modes de fonctionnementModes de fonctionnement

Détection d’intrusionDétection d’intrusion

• Enclenchement manuel d’une sessionEnclenchement manuel d’une session• Enclenchement en programmant une Enclenchement en programmant une

sessionsession• Choix du nom du fichier d’archiveChoix du nom du fichier d’archive• A tout moment :A tout moment :

Arrêt d’une détection en fonctionnementArrêt d’une détection en fonctionnement Annulation d’une session programméeAnnulation d’une session programmée

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1010

PrésentatioPrésentationn

Fonctionnalités

Analyses Analyses d’imagesd’images OrdonnanceurOrdonnanceur LimitesLimites

Modes de fonctionnementModes de fonctionnement

Compteur de passageCompteur de passage

• Comptabiliser le nombre de personnes Comptabiliser le nombre de personnes passant devant la Webcam sur une passant devant la Webcam sur une durée choisie par l’utilisateurdurée choisie par l’utilisateur

• Ne pas comptabiliser plusieurs fois une Ne pas comptabiliser plusieurs fois une personne restant dans le champpersonne restant dans le champ

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1111

PrésentatioPrésentationn

Fonctionnalités

Analyses Analyses d’imagesd’images OrdonnanceurOrdonnanceur LimitesLimites

Modes de fonctionnementModes de fonctionnement

Compteur de passageCompteur de passage

• Enclenchement manuel d’une sessionEnclenchement manuel d’une session• Enclenchement en programmant une Enclenchement en programmant une

sessionsession• Choix du nom du fichier d’archiveChoix du nom du fichier d’archive• A tout moment :A tout moment :

Arrêt d’un compteur en fonctionnementArrêt d’un compteur en fonctionnement Annulation d’une session programméeAnnulation d’une session programmée

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1212

PrésentatioPrésentationn

Fonctionnalités

Analyses Analyses d’imagesd’images OrdonnanceurOrdonnanceur LimitesLimites

Modes de fonctionnementModes de fonctionnement

Compteur instantanéCompteur instantané

• Dénombrer le nombre de personnes Dénombrer le nombre de personnes devant la Webcam à un instant donnédevant la Webcam à un instant donné

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1313

PrésentatioPrésentationn

Fonctionnalités

Analyses Analyses d’imagesd’images OrdonnanceurOrdonnanceur LimitesLimites

Modes de fonctionnementModes de fonctionnement

Compteur instantanéCompteur instantané

• Enclenchement uniquement manuelleEnclenchement uniquement manuelle• Enclenchement à n’importe quel Enclenchement à n’importe quel

moment (même si une autre session est moment (même si une autre session est en fonctionnement)en fonctionnement)

• Choix du nom du fichier d’archiveChoix du nom du fichier d’archive

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1414

PrésentatioPrésentationn

Fonctionnalités

Analyses Analyses d’imagesd’images OrdonnanceurOrdonnanceur LimitesLimites

ArchivesArchives

Format HtmlFormat Html• Permet une synthèse rapide des Permet une synthèse rapide des

événements événements • Mise en forme agréable et facile à Mise en forme agréable et facile à

analyseranalyser

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1515

PrésentatioPrésentationn

Fonctionnalités

Analyses Analyses d’imagesd’images OrdonnanceurOrdonnanceur LimitesLimites

ArchivesArchives

Détection d’intrusionDétection d’intrusion• Titre de la sessionTitre de la session• Date et heure de début de sessionDate et heure de début de session• Liste des événementsListe des événements

Date et heure de détectionDate et heure de détection Aperçu de la prise de vueAperçu de la prise de vue

• Cadre rouge autour de la zone détectéeCadre rouge autour de la zone détectée• Image visualisable par simple clicImage visualisable par simple clic

• Cause d’arrêtCause d’arrêt• Date et heure de fin de sessionDate et heure de fin de session

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1616

PrésentatioPrésentationn

Fonctionnalités

Analyses Analyses d’imagesd’images OrdonnanceurOrdonnanceur LimitesLimites

ArchivesArchives

Compteur InstantanéCompteur Instantané• Titre de la sessionTitre de la session• Date et heure de la prise de vueDate et heure de la prise de vue• Prise de vue associéePrise de vue associée• Affichage du nombre de personnes Affichage du nombre de personnes

comptéescomptées

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1717

PrésentatioPrésentationn

Fonctionnalités

Analyses Analyses d’imagesd’images OrdonnanceurOrdonnanceur LimitesLimites

ArchivesArchives Compteur de passageCompteur de passage

• Titre de la sessionTitre de la session• Date et heure de début de sessionDate et heure de début de session• Pour chaque nouvelle personne détectéePour chaque nouvelle personne détectée

Prise d’un certain nombre de prises de vuePrise d’un certain nombre de prises de vue Pour chaque prise de vue :Pour chaque prise de vue :

• Date et heureDate et heure• Nombre total de personnes comptéesNombre total de personnes comptées

• Cause de fin de sessionCause de fin de session• Date et heure de fin de sessionDate et heure de fin de session

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1818

Un exempleUn exemple

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1919

PrésentatioPrésentationn

FonctionnalitéFonctionnalitéss

Analyses d’images OrdonnanceurOrdonnanceur LimitesLimites

Analyses d’imagesAnalyses d’images

Qu’est ce qu’une image ?Qu’est ce qu’une image ?

• Tableau de pixels à 2 dimensionsTableau de pixels à 2 dimensions Cas d’une image en couleurs : Cas d’une image en couleurs :

• trois valeurs par pixel (composantes rouge, verte trois valeurs par pixel (composantes rouge, verte et bleue)et bleue)

Cas d’une image en niveaux de gris : Cas d’une image en niveaux de gris : • une valeur par pixel une valeur par pixel

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2020

PrésentatioPrésentationn

FonctionnalitéFonctionnalitéss

Analyses d’images OrdonnanceurOrdonnanceur LimitesLimites

Analyses d’imagesAnalyses d’images

Qu’est ce qu’une image ?Qu’est ce qu’une image ?• Exemple:Exemple:

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2121

PrésentatioPrésentationn

FonctionnalitéFonctionnalitéss

Analyses d’images OrdonnanceurOrdonnanceur LimitesLimites

Analyses d’imagesAnalyses d’images

Conversion en niveaux de grisConversion en niveaux de gris

• Pourquoi cette conversion ?Pourquoi cette conversion ? Réduction du temps de traitement des imagesRéduction du temps de traitement des images

• Comment convertir ?Comment convertir ? Pour chaque pixel en couleurs :Pour chaque pixel en couleurs :

valeur_grise = 0.299 R + 0.587 V + 0.114 Bvaleur_grise = 0.299 R + 0.587 V + 0.114 BR = composante rougeR = composante rougeV = composante verteV = composante verteB = composante bleueB = composante bleue

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2222

PrésentatioPrésentationn

FonctionnalitéFonctionnalitéss

Analyses d’images OrdonnanceurOrdonnanceur LimitesLimites

Analyses d’imagesAnalyses d’images

Conversion en niveaux de grisConversion en niveaux de gris• Exemple:Exemple:

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2323

PrésentatioPrésentationn

FonctionnalitéFonctionnalitéss

Analyses d’images OrdonnanceurOrdonnanceur LimitesLimites

Analyses d’imagesAnalyses d’images

Comparaison d’imagesComparaison d’images• Création d’un tableau résultatCréation d’un tableau résultat

Application de la formule :Application de la formule :

Image résultat [i,j] = | Image traitée [i,j] – Image référence [i,j] |Image résultat [i,j] = | Image traitée [i,j] – Image référence [i,j] |

110110 112112

110110 214214

109109 100100

111111 114114

11 1212

11 100100

Image référence Image traitée Image résultat

&

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2424

PrésentatioPrésentationn

FonctionnalitéFonctionnalitéss

Analyses d’images OrdonnanceurOrdonnanceur LimitesLimites

Analyses d’imagesAnalyses d’images

Comparaison d’imagesComparaison d’images• Seuillage du tableau résultatSeuillage du tableau résultat

Élimination des faibles variationsÉlimination des faibles variations Comparaison de chaque élément à une Comparaison de chaque élément à une

valeur de seuil valeur de seuil

11 1212

11 100100

Image résultat

255255 255255

255255 00

Image résultat seuillée

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2525

PrésentatioPrésentationn

FonctionnalitéFonctionnalitéss

Analyses d’images OrdonnanceurOrdonnanceur LimitesLimites

Analyses d’imagesAnalyses d’images

Comparaison d’imagesComparaison d’images• Exemple:Exemple:

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2626

PrésentatioPrésentationn

FonctionnalitéFonctionnalitéss

Analyses d’images OrdonnanceurOrdonnanceur LimitesLimites

Analyses d’imagesAnalyses d’images

Elimination du bruitElimination du bruit

• Elimination des pixels noirs isolésElimination des pixels noirs isolés Si un pixel noir possède 3 voisins noirs ou Si un pixel noir possède 3 voisins noirs ou

moins moins transformation en pixel blanctransformation en pixel blanc

• Elimination des petites surfacesElimination des petites surfaces Si une zone noire a une surface plus petite Si une zone noire a une surface plus petite

que la valeur de seuilque la valeur de seuil transformation en transformation en zone blanchezone blanche

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2727

PrésentatioPrésentationn

FonctionnalitéFonctionnalitéss

Analyses d’images OrdonnanceurOrdonnanceur LimitesLimites

Analyses d’imagesAnalyses d’images

Elimination du bruitElimination du bruit• Elimination des petites surfacesElimination des petites surfaces

Procédé d’étiquetage Procédé d’étiquetage Pour tous les pixels noirs de l’image:Pour tous les pixels noirs de l’image:

• S’il n’est pas étiqueté: S’il n’est pas étiqueté: Si une valeur étiquette est présente sur la Si une valeur étiquette est présente sur la

même ligne ou la même colonne, cette valeur même ligne ou la même colonne, cette valeur lui est attribuée ainsi qu’aux autres pixels lui est attribuée ainsi qu’aux autres pixels noirs sur la même ligne et sur la même noirs sur la même ligne et sur la même colonnecolonne

Sinon, une valeur étiquette lui est attribuée Sinon, une valeur étiquette lui est attribuée ainsi qu’à tous les pixels noirs sur la même ainsi qu’à tous les pixels noirs sur la même ligne et sur la même colonneligne et sur la même colonne

• S’il est déjà étiqueté: sa valeur d’étiquette est S’il est déjà étiqueté: sa valeur d’étiquette est attribuée à tous les pixels noirs sur la même ligne et attribuée à tous les pixels noirs sur la même ligne et sur la même colonnesur la même colonne

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2828

PrésentatioPrésentationn

FonctionnalitéFonctionnalitéss

Analyses d’images OrdonnanceurOrdonnanceur LimitesLimites

Analyses d’imagesAnalyses d’images

Elimination du bruitElimination du bruit• Etiquetage des surfacesEtiquetage des surfaces

11 11 11 11 11

1111 11 11 11 11

11 11 11 11 11

22 22 22

11 11 11 11 11

11 11 11 11 11

22 22 22

11

11 11 11 11 11

11 11 11 11 11

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2929

PrésentatioPrésentationn

FonctionnalitéFonctionnalitéss

Analyses d’images OrdonnanceurOrdonnanceur LimitesLimites

Analyses d’imagesAnalyses d’images

Elimination du bruitElimination du bruit• Exemple:Exemple:

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3030

PrésentatioPrésentationn

FonctionnalitéFonctionnalitéss

Analyses d’images OrdonnanceurOrdonnanceur LimitesLimites

Analyses d’imagesAnalyses d’images

Remplissage des formesRemplissage des formes

• Intérêt: rendre les formes interprétablesIntérêt: rendre les formes interprétables

• Procédure: pour chaque colonne du Procédure: pour chaque colonne du tableau résultat, transformer en pixel tableau résultat, transformer en pixel noir les pixels blancs compris entre deux noir les pixels blancs compris entre deux pixels noirspixels noirs

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3131

PrésentatioPrésentationn

FonctionnalitéFonctionnalitéss

Analyses d’images OrdonnanceurOrdonnanceur LimitesLimites

Analyses d’imagesAnalyses d’images

Remplissage des formesRemplissage des formes• Exemple:Exemple:

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3232

PrésentatioPrésentationn

FonctionnalitéFonctionnalitéss

Analyses d’images OrdonnanceurOrdonnanceur LimitesLimites

Analyses d’imagesAnalyses d’images

Analyse du résultat: détection d’intrusionAnalyse du résultat: détection d’intrusion

• Détection d’intrusion normale: comparaison Détection d’intrusion normale: comparaison de l’image courante avec l’image précédentede l’image courante avec l’image précédente

• Détection d’intrusion extrême: comparaison Détection d’intrusion extrême: comparaison de l’image courante avec l’image référencede l’image courante avec l’image référence

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3333

PrésentatioPrésentationn

FonctionnalitéFonctionnalitéss

Analyses d’images OrdonnanceurOrdonnanceur LimitesLimites

Analyses d’imagesAnalyses d’images

Analyse du résultat: détection d’intrusionAnalyse du résultat: détection d’intrusion

Si une forme noire de surface supérieure à la Si une forme noire de surface supérieure à la valeur seuil de détection d’intrusion est valeur seuil de détection d’intrusion est présente sur l’image résultat présente sur l’image résultat le système le système signale une intrusionsignale une intrusion

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3434

PrésentatioPrésentationn

FonctionnalitéFonctionnalitéss

Analyses d’images OrdonnanceurOrdonnanceur LimitesLimites

Analyses d’imagesAnalyses d’images

Analyse du résultat: compteur instantanéAnalyse du résultat: compteur instantané

• comparaison de l’image courante avec comparaison de l’image courante avec l’image référencel’image référence

• On compte le nombre de surfaces noires On compte le nombre de surfaces noires présentes dans l’image résultat après avoir présentes dans l’image résultat après avoir effectué une nouvelle opération d’étiquetageeffectué une nouvelle opération d’étiquetage

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3535

PrésentatioPrésentationn

FonctionnalitéFonctionnalitéss

Analyses d’images OrdonnanceurOrdonnanceur LimitesLimites

Analyses d’imagesAnalyses d’images

Analyse du résultat: compteur de passageAnalyse du résultat: compteur de passage

• comparaison de l’image courante avec l’image comparaison de l’image courante avec l’image référenceréférence

• Comparaison de l’image précédente avec Comparaison de l’image précédente avec l’image référencel’image référence

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3636

PrésentatioPrésentationn

FonctionnalitéFonctionnalitéss

Analyses d’images OrdonnanceurOrdonnanceur LimitesLimites

Analyses d’imagesAnalyses d’images

Analyse du résultat: compteur de passageAnalyse du résultat: compteur de passage

• On détermine les coordonnées du centre On détermine les coordonnées du centre d’inertie de chaque surface noire des deux d’inertie de chaque surface noire des deux images résultats, en effectuant la moyenne images résultats, en effectuant la moyenne sur les lignes et sur les colonnes de tous les sur les lignes et sur les colonnes de tous les pixels de la surface prise en comptepixels de la surface prise en compte

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3737

PrésentatioPrésentationn

FonctionnalitéFonctionnalitéss

Analyses d’images OrdonnanceurOrdonnanceur LimitesLimites

Analyses d’imagesAnalyses d’images

Analyse du résultat: compteur de passageAnalyse du résultat: compteur de passage

• L’intervalle de temps entre chaque prise de L’intervalle de temps entre chaque prise de vue étant faible, une personne effectue un vue étant faible, une personne effectue un court déplacementcourt déplacement

• Ainsi, les centres d’inerties peuvent se Ainsi, les centres d’inerties peuvent se retrouver sur les deux images résultatretrouver sur les deux images résultat

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3838

PrésentatioPrésentationn

FonctionnalitéFonctionnalitéss

Analyses d’images OrdonnanceurOrdonnanceur LimitesLimites

Analyses d’imagesAnalyses d’images

Analyse du résultat: compteur de passageAnalyse du résultat: compteur de passage

• On traite l’ensemble des centres d’inerties de On traite l’ensemble des centres d’inerties de l’image résultat de l’image courante: l’image résultat de l’image courante:

Si un centre d’inertie ne possède pas de voisin Si un centre d’inertie ne possède pas de voisin proche dans l’image résultat de l’image proche dans l’image résultat de l’image précédente, on a donc une nouvelle personne dans précédente, on a donc une nouvelle personne dans le champ de la caméra et donc le compteur associé le champ de la caméra et donc le compteur associé est incrémentéest incrémenté

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3939

PrésentatioPrésentationn

FonctionnalitéFonctionnalitéss

Analyses Analyses d’imagesd’images

Ordonnanceur LimitesLimites

OrdonnanceurOrdonnanceur

Gestion des Gestion des sessions sessions manuelles et manuelles et programmées et programmées et envoi de cause envoi de cause pour les pour les archivesarchives

Demande Arrêt

EnclenchementManuel Session

Fin SessionProgrammée

Début SessionProgrammée

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4040

PrésentatioPrésentationn

FonctionnalitéFonctionnalitéss

Analyses Analyses d’imagesd’images

Ordonnanceur LimitesLimites

OrdonnanceurOrdonnanceur

Demande Arrêt ?

EnclenchementManuel Session ?

NON

Session En Cours ?

OUI

Arrêt Session

OUI NON

Envoi aux archives :Arrêt demandé par

l’utilisateur

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4141

PrésentatioPrésentationn

FonctionnalitéFonctionnalitéss

Analyses Analyses d’imagesd’images

Ordonnanceur LimitesLimites

OrdonnanceurOrdonnanceur

Session En Cours ?

OUI

Arrêt Session

OUI

Fin SessionProgrammée ?

NON

EnclenchementManuel Session ?

Début Session

Manuelle

NON

Envoi aux archives :

Arrêt à cause du démarraged’une autre

session

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4242

PrésentatioPrésentationn

FonctionnalitéFonctionnalitéss

Analyses Analyses d’imagesd’images

Ordonnanceur LimitesLimites

OrdonnanceurOrdonnanceur

Arrêt Session

OUI

NON

Début SessionProgrammée ?

Fin SessionProgrammée ?

Envoi aux archives :

Arrêt normal lors d’une fin

de session programmée

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4343

PrésentatioPrésentationn

FonctionnalitéFonctionnalitéss

Analyses Analyses d’imagesd’images

Ordonnanceur LimitesLimites

OrdonnanceurOrdonnanceur

Session En Cours ?

OUI

Arrêt Session

OUI

Arrêt Session ?

NON

Début Session Programmée ?

NON

Début Session Programmée

Envoi aux archives :Arrêt à cause du démarrage d’une

autre session

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4444

PrésentatioPrésentationn

FonctionnalitéFonctionnalitéss

Analyses Analyses d’imagesd’images OrdonnanceurOrdonnanceur Limites

LimitesLimites

Limites matériellesLimites matérielles• Résolution et profondeur de la Webcam Résolution et profondeur de la Webcam

limitéeslimitées Calculs erronésCalculs erronés

• Poste de travail ayant les Poste de travail ayant les caractéristiques minimales suivantes :caractéristiques minimales suivantes :

Pentium IV 1,7 GHzPentium IV 1,7 GHz 256 Mo de Ram256 Mo de Ram Port USBPort USB

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PrésentatioPrésentationn

FonctionnalitéFonctionnalitéss

Analyses Analyses d’imagesd’images OrdonnanceurOrdonnanceur Limites

LimitesLimites

Limites des algorithmesLimites des algorithmes• Temps de calculs longsTemps de calculs longs• Changement de luminositéChangement de luminosité• Individu d’une couleur égale à celle de Individu d’une couleur égale à celle de

l’image de référencel’image de référence• Compteur de passage :Compteur de passage :

• Flux trop important de personnesFlux trop important de personnes• Croisement des personnesCroisement des personnes

• Compteur instantanéCompteur instantané• Contact entre les personnesContact entre les personnes

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Extension future du projetExtension future du projet

Pouvoir gérer plusieurs WebcamsPouvoir gérer plusieurs Webcams• Utilisation d’un identifiantUtilisation d’un identifiant

Etendre l’application en réseauEtendre l’application en réseau• Compression du flux vidéoCompression du flux vidéo• Archives consultables sur Internet Archives consultables sur Internet • Consultation depuis un assistant Consultation depuis un assistant

personnelpersonnel