Présentation du logiciel

Le programme que nous avons développé se décline en 2 executables : followMyTeacher et showMeMyTeacher. Le premier, "followMyTeacher" est le programme principal permettant de réaliser le calibrage de la caméra puis le suivi du "teacher". Le second, permet d'afficher la sortie vidéo pour pouvoir assister au cours de ce cher "teacher". Un des avantages de la caméra utilisée pour ce suivi est qu'elle dispose de deux sorties vidéo, l'une étant utilisée à des fins de suivi du visage (beaucoup de traitement sont effectués sur le flot d'image envoyé par la caméra), la seconde est reliée à un second ordinateur, disposant lui aussi d'une carte d'acquisition vidéo, et permet de visualiser la scène filmée par la caméra.

followMyTeacher : le programme principal

Pour pouvoir utiliser le programme général de suivi du visage, nous avons développé une interface graphique en Tcl / Tk. Celle ci est composée de plusieurs menus permettant de réaliser les différentes étapes de calibrage et de lancement du suivi du visage. De plus, nous utilisons une fenetre OpenGL pour la sortie vidéo de la caméra à l'écran.

Voici aprés lancement du programme l'interface que nous obtenons :

Menu luminosité : l'interface par défaut

Comme vous pouvez le voir cette interface est composée d'un Menu (en bas à gauche), d'une fenetre OpenGL affichant à l'écran les images en provenance de la caméra (aprés traitement ou non), et (ici) d'une fenetre permettant de piloter la caméra. Par défaut, au lancement du logiciel le menu selectionné est celui de la luminosité.

Pour la luminosité, nous disposons de la fenetre de pilotage de la camera. Les flèches directionnelles permettent de déplacer la caméra suivant les axes PAN et TILT, l'ascenseur horizontal gère le zoom. En haut à droite, les boutons + et - permettent d'augmenter ou de diminuer la luminosité, le bouton reset quant à lui permet de réinitialiser la valeur de luminosité à sa valeur de départ lors du lancement du programme. Enfin, le bouton "memoriser la position actuelle" permet d'enregistrer la configuration actuelle (zoom, position PAN et TILT, mais pas la valeur de luminosité). Cela, afin de diposer d'une configuration sauvegardée, servant notamment en cas de perte de la cible par la caméra. En effet, si la configuration mémorisée permet d'avoir un angle de vue très large sur la scène où se situerait notre orateur, nous pourrions facilement le recibler !

Nous allons maintenant voir les autres fonctionnalités accessibles dans le menu.

Menu calibrage manuel

Dans ce menu vous pouvez calibrer manuellement la détection de la couleur de la peau. Pour cela, dans la fenêtre OpenGL il est possible de réaliser une sélection à la souris d'une plage de pixel de l'image. Cet ensemble de pixel servira à déterminer les valeurs de référence pour la détection de la couleur de peau.
De plus, la fenetre du bas de l'image permet de selectionner l'espace de couleur désiré. Nous avons une grande préférence pour l'espace de couleur YUV qui affiche les meilleurs résutlats, ce qui explique qu'il soit sélectionné par défaut.
Enfin, la fenêtre "Echantillon de référence" permet de représenter dans le plan (U,V) la sélection de pixel faite sur l'image. Elle ne sert vraiment qu'à des fins de comparaison d'échantillons, ou bien pour réaliser des tests. Son utilisation n'est pas indispensable pour calibrer la caméra et lancer le suivi du visage.

Menu référence

Ce menu permet de visualiser l'image filtrée dans l'espace de couleur choisi (selection faite dans une des fenêtres du calibrage manuel). L'image affichée dans la fenetre OpenGL est l'image binaire correspondante au filtrage. De plus, il est possible de selectionner un préréglage déjà enregistré dans un fichier (fenêtre "option de calibrage"), une fois le calibrage selectionné avec le bouton correspondant, l'image binaire est automatiquement actualisée avec les nouveaux paramètres. Cela permet de choisir bon calibrage efficacement. Enfin, si aucun calibrage de "référence" ne se montre convaincant, il est toujours possible d'utiliser le calibrage manuel (réalisé dans le menu précédent), et si on le souhaite, on peut l'enregistrer dans un ficher ("enregistrer comme préréglage") pour pouvoir garder ces paramètres pour une prochaine utilisation du logiciel.

Menu asservissement

Ce menu initialise, à partir du calibrage la detection du visage et l'asservissement de la caméra. Il n'y a aucune sélection à faire, le suivi du visage s'initiale à partir de la reconnaissance du visage sur l'image binaire et d'une détection de mouvement.
Une petite fenêtre "performances" affiche le temps de calcul global du logiciel pour chaque image traitée.

Menu tests

Enfin, ce dernier menu est utilisé à des fins de tests. Il permet de faire de la détection de visage sans asservissement. Son grand intérêt est qu'on peut l'utiliser sur une série de photos (prise en paramètres lors du lancement du programme), permettant d'éviter de se rendre à Montbonnot :)
On trouve deux fenêtres non encore présentées : "Réglages" qui permet de régler avec un ascenseur horizontal la valeur de tolérance, et enfin une dernière petite fenêtre pour faire défiler les photos présentes dans la fenêtres OpenGL (vous remarquerez ici que la fenêtre OpenGL est blanche : aucunes photos n'a été chargé).

showMeMyTeacher : le programme pour les élèves !

Ce petit programme tout simple affiche une fenêtre OpenGL contenant la scene filmée par la caméra. Elle permet de mieux se rendre compte du résultat du suivi du visage.

Voici ce que pourront voir les élèves :