riche de projets · 2016-02-04 · (rfid) en remplacement des codes barres actuels, systèmes...
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n°13 Octobre 2009
Lettre d’information de l’Institut d’Electronique et de Télécommunications de Rennes
Une année riche de projetsEffectivement, pour l’IETR ce dé-but d’année universitaire est pla-cé sous le signe du dynamisme et des nouveaux projets :
•huitnouveauxprojetsANR;
•unecréationd’entreprisesuiteaux travaux de l’équipe SCEE, Supélec campus de Rennes ;
•un projet d’évolution pour lesite de Monterfi l.
Vous trouvez en dernière page de ce numéro une présentation des projets ANR dans lesquels nous sommes impliqués. Pra-tiquement tous nos domaines d’études sont concernés : an-tennes – nouveaux matériaux – santé – CEM – images. Par ailleurs nous sommes heureux que les travaux de recherche portés par Renaud Séguier, en-seignant-chercheur au sein de l’équipe SCEE, se concrétisent par une création d’entreprise. En effet, Renaud est co-fonda-teur avec deux ingénieurs d’Oran-ge Labs de la startup Dynamixys désormais intégrée à l’incubateur
Emergys avec Supélec comme établissement associé. Lauréat du concours 2009 du Ministère
de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche dans la catégo-rie « Emergence », Dynamixys, à qui nous consacrons ce numéro d’ietr.com, propose des outils pour analyser, synthétiser et ani-mer des visages en temps réel. Elle s’adresse en premier lieu au marché des jeux vidéo et du se-rious game. Nous lui souhaitons un très bon développement.
Enfi n, vous le savez, nous avons au sein de l’IETR une équipe reconnue au niveau mon-dial dans le domaine de la télé-détection qui est dirigée par Eric Pottier. Cette équipe avait depuis quelque temps le souhait d’être plus autonome dans l’acquisition des images radar. Le site de Monterfi l va évoluer en consé-quence. Nous venons en effet d’avoir l’autorisation d’y construi-re une piste d’atterrissage. No-tre souhait est désormais de fai-re l’acquisition d’un petit aéronef qui nous permettra d’embarquer nos propres radars qui seront à terme conçus et produits par nos équipes. Ce nouveau challen-ge devra nous permettre de dé-velopper des partenariats locaux et régionaux avec les acteurs du domaine des géosciences et du suivi de l’environnement.
Bonne année universitaire à tous.
Daniel ThOUROUDE, Directeur02 23 23 62 [email protected]
Le cœur de métier de Dynamixyz concerne l’analyse de visages en temps réel et l’animation des ex-pressions d’avatars. Des plugins sont proposés pour les outils de production de fi lms d’animation (Maya, 3DSMax, XSI) et des librai-ries en C++ donnent la possibilité d’analyser les émotions d’un visage face à une webcam, de détecter son orientation et bientôt de lire sur ses lèvres.
Au cœur de l’émotionUne interface intuitive pour com-prendre l’émotion d’un visage.
Dynamixyz a créé un espace d’ex-pressivité (voir fi gure 1) à partir de séquences vidéo d’une personne s’appliquant à reproduire différentes
émotions. Cet espace capture la dy-namique des émotions c’est-à-dire l’ordonnancement particulier des expressions dans le temps : c’est cette dynamique qui caractérise le style de la personne. La grande di-mension de cet espace et la topolo-gie particulière des données le ren-dent diffi cile d’accès pour l’analyse. Dynamixyz a proposé de déplier cet espace sur un disque ou une sphè-re afi n de produire une interface in-tuitive liée aux émotions contenues dans la base de données.
Cette interface se manipule comme les interfaces colorimétriques : l’angle correspond à la couleur de l’émotion (le rouge pour la colère, le bleu pour le mécontentement, le vert pour la joie,...), le module permet de mesurer l’intensité de l’émotion.
Un point dans cet espace intuitif est donc caractérisé par un angle (le type d’émotion) et une amplitude (son intensité). L’innovation de cet espace est qu’il est dense et co-hérent lorsque les solutions exis-tantes ne proposent d’analyser les expressions d’une personne qu’au travers de quatre ou cinq valeurs caractérisant des expressions cari-caturales telles que la joie, la haine ou la peur.
De l’analyse à la synthèse : comment produire des expressions dynamiques réalistes.Pour animer le visage d’un avatar, la plupart des outils propose de gé-nérer des expressions clés à des instants spécifi ques. Pour produire une expression clé, il faut
Dossier :
Des avatars émotifs
www. ietr.com
Une interface intuitive pour comprendre l’émotion du visage
Réduction de dimension non linéaire
Dans l’espace d’expressivi-té de grande dimension gé-néré de façon automatique par l’analyse des séquences d’images, chaque expres-sion du visage de la person-ne fi lmée est représentée par un point. L’ensemble des images projetées dans cet espace constitue une variété géométrique : un espace ma-thématique qui possède une structure d’espace euclidien de plus petite dimension. L’in-terface intuitive peut être vue comme cette variété dépliée sur un disque grâce à une réduction de dimension non linéaire : par exemple un cône dans l’espace 3D peut être déplié et représenté par un plan.
Fig. 1
Dynamixyz a été l’un des dix lauréats de la 62ème édition du «Carrefour des Possibles» or-ganisée par la FING (Fédération Internet Nouvelle Génération).
Le t t r e d ’ i n f o rma t i on de l ’ I n s t i t u t d ’ E l e c t ron i que e t de Té l écommun i ca t i ons de Rennes n°13 OCTOBRE 2009
Fig. 2
Fig. 3
manipuler une cinquantaine de cur-seurs permettant de déplacer des points spécifi ques du visage (coins des lèvres, haut du sourcil …). Une fois que toutes les expressions clés ont été générées, l’outil d’animation interpole les expressions du visage pour produire une séquence animée montrant par exemple l’avatar pas-ser du sourire à l’agressivité. Cette interpolation génère des artefacts nécessitant, de la part des infogra-phistes, une correction manuelle des expressions du visage de l’ava-tar. 5 jours de travail sont nécessai-res pour générer 2 minutes d’ani-mation.
L’interface intuitive présentée dans les fi gures 1 et 2 nous sert égale-
ment à générer des émotions sur des avatars : plutôt que de manipu-ler un grand nombre de curseurs, il suffi t de cliquer à un endroit dans cet espace pour produire automati-quement une image clé. C’est parce que cette interface résulte d’une ré-duction de dimension non linéaire (voir encadré) de l’espace d’expres-sivité et que cet espace est généré directement à partir de séquences réelles, que l’interpolation dans no-tre interface intuitive se passe bien. Après avoir spécifi é un ensemble de points clés, nous générons auto-matiquement une animation en pre-nant en compte la topologie dans l’espace d’expressivité de grande dimension, de sorte que nous som-mes capables d’animer le visage de l’avatar avec la même dynamique et
le même style que ceux de la per-sonne qui a été fi lmée. Avec notre outil, deux heures suffi sent pour produire 3 minutes d’animation.
Des avatars interactifsLa capacité de Dynamixyz à recon-naître et à reproduire des émotions de façon réaliste prend tout son in-térêt lorsqu’il faut interagir avec des avatars. C’est donc tout naturelle-ment que Dynamixyz s’adresse aux marchés des jeux vidéo, des fi lms d’animation et des avatars commu-nicants sur le web. Lorsqu’un ava-tar dialogue avec un usager, il est important de pouvoir animer dyna-miquement le visage de l’avatar afi n de ne pas lasser l’interlocuteur : celui-ci détecte très rapidement la répétition de séquences émo-tionnelles précalculées. Dynamixyz travaille justement sur la variabilité des expressions générées et leur réalisme en introduisant un bruit «coloré» permettant de varier les séquences animées tout en res-pectant les points clés visés par le moteur d’animation. De cette ma-nière, l’usager communique avec un avatar qui ne se comporte plus de façon robotique mais génère des émotions variées et adaptées à la communication.
Les membres fondateurs
Gaspard Bre-ton est expert sénior à Oran-ge Labs. Son cœur d’acti-vité concerne
l’animation d’avatars et plus par-ticulièrement de leurs visages. Il a proposé une structure «joints & bones» des visages afi n de les ani-mer de façon plus cohérente avec le corps (voir fi gure 3).
Olivier Aubault, expert technique à Orange Labs, s’est spécialisé en synthèse réaliste de texture de peau et d’iris. Voir à titre d’exem-ple la fi gure 4 qui permet de com-parer le résultat de la synthèse (rectangle clair) avec la photo d’un œil réel.
Renaud Séguier est professeur adjoint à Supélec dans l’équipe SCEE de l’IETR et travaille à amé-liorer la robustesse des modèles actifs d’apparence. Un tel modèle «aligne» les visages, c’est-à-dire permet de détecter en temps réel les yeux, le nez et la bouche d’une personne inconnue (voir fi gure 5).
Pour en savoir plus http://www.dynamixyz.com
Fig. 4
Fig. 5
L’IETR partenaire de 8 nouveaux projets anR
BIo-CEM
Ce projet de recherche interdiscipli-naire vise à explorer numériquement et expérimentalement les effets bio-logiques et sanitaires des expositions du vivant aux rayonnements des sys-tèmes émergents sans fil situés soit à proximité du corps (WPAN), soit sur le corps (BAN), ou encore im-plantés directement dans le corps humain.
Maxim.Zhadobov@univ-rennes1fr
électronique flexible à base de silicium : EfLExI
Ce projet propose de montrer la fai-sabilité de la fabrication de circuits électroniques directement sur une plaque de plastique. La réussite de ce projet aura des implications dans la fabrication de dispositifs souples, conformables. Parmi les applica-tions visées : écrans souples, car-tes de reconnaissance électronique (RFID) en remplacement des codes barres actuels, systèmes intelligents s’adaptant aux formes des organes et implantables dans le corps hu-main.
IMMEMo
Piloté par l’IETR, ce projet vise à concevoir un module d’analyse et de reconnaissance des émotions du vi-sage d’une personne en interaction avec un avatar dans un système d’immersion 3D. Celui-ci est consti-tué d’un réseau de caméras syn-chronisées, d’écrans de visualisation et de logiciels permettant de captu-rer le mouvement d’une personne dans un environnement restreint et de synthétiser en temps réel un clo-ne de la personne immergée dans le monde virtuel.
InTERIMIT
L’objectif est d’étudier sur le plan comportemental et neurophysiolo-gique chez l’homme et l’animal les processus impliqués dans le com-portement d’imitation qui entrent en jeu dans l’apprentissage du langage. Les bases neuronales de l’imitation seront étudiées dans deux espèces d’oiseaux chanteurs qui possèdent cette capacité d’imitation. L’IETR est chargé de la partie électronique pour la transmission des données entre les capteurs placés sur les oiseaux et le récepteur.
LEa : Localisation en Environnement adverse
LEA est né des demandes d’utilisa-teurs de balises destinées au suivi de véhicules, d’engins ou de mar-chandises dans des conditions défa-vorables ou hostiles, et qui connais-sent régulièrement des échecs dans l’utilisation des technologies classi-ques, notamment GPS et GSM.LEA contribuera à plusieurs mis-sions verticales de sécurité : • sécurité du citoyen (protection
contre le terrorisme et la crimi-nalité), et plus spécifiquement au recueil de renseignements {élec-tromagnétique et opérationnel} et à la gestion de la preuve;
• sécurité des infrastructures, des sites et des réseaux, la sécurité aux frontières maritimes, terres-tres et aériennes ainsi que la ges-tion des flux matériels.
METaPHoRT
L’objectif est de valider l’utilisation des métamatériaux pour la problé-matique de cohabitation de systè-mes et d’antennes embarqués dans les transports ferroviaires.
Les recherches qui seront menées par l’IETR concernent la CEM et la propagation électromagnétique.
METavEsT
L’objectif est d’étudier l’intérêt des métamatériaux pour développer de nouvelles structures d’antennes extraplates, sur support souple de type textile et donc susceptibles d’être intégrées dans des vête-ments intelligents. Un effort parti-culier est porté sur la modélisation de la propagation des ondes près et dans les tissus biologiques afin d’optimiser le fonctionnement des antennes à proximité de ce milieu perturbé et de garantir le respect des normes de santé publique.
sEna
Le Groupe Microélectronique de l’IETR pilote ce projet ANR jeune chercheur. L’objectif est de syn-thétiser des nanofils de silicium par photolithographie classique UV pour développer des capteurs d’espèces biologiques/chimiques. Du fait de leurs propriétés spécifi-ques, ces nanofils permettent d’en-visager la réalisation de capteurs à haute sensibilité.
L’IETR impliqué dans CLIMsaT
CLIMSAT est une initiative du pro-gramme de développement de l’ONU. Ce projet est dédié à la lutte contre le changement climatique à partir d’images satellitaires. Cécile MARéChAL, experte de l’ONU à Brindisi en Italie vient de rejoindre l’IETR au sein de l’équipe de télédé-tection SAPhIR. Elle est désormais l’interlocutrice de CLIMSAT pour l’Ins-titut. [email protected]
www.climsat-brest.org
A c t u a l i t é s
Directeur de la publication : Daniel Thouroude
Rédacteur en chef : Jean-Marie Floc’h
Dépot légal : ISSN 1769 - 5198
Comité de rédaction : Olivier Bonnaud, Ghais EL Zein, Mohammed himdi, Bernard Jouga, Sylvie Le Bail, Danielle Lemoine, Joseph Ronsin, Yolande Sambin.
C o m i t é d e r é d a c t i o n
www. ietr.com