Description générale
Codes et bibliothèques externes
ANDROMEDE est basé sur les outils de traitement d’images disponibles dans la bibliothèque OpenCV : https://docs.opencv.org/4.x/
Certaines des méthodes numériques incluses dans ANDROMEDE sont dérivées d’outils d’analyse d’images existants. ANDROMEDE fournit une interface graphique à ces outils. Les scripts originaux de ces méthodes sont disponibles sur les sites suivants :
Ouvrir et installer
Ce manuel est destiné aux utilisateurs non développeurs. L’ouverture du logiciel se fera à partir de l’exécutable fourni soit en version windows soit en version LINUX. L’ouverture de l’exécutable conduira à une utilisation indépendante de python de celui déjà installé sur l’ordinateur. Seules les dépendances utiles pour ANDROMEDE sont intégrées dans l’exécutable.
La fenêtre principale peut être adaptée à la taille de l’écran. Le quadrant supérieur gauche est réservé à la visualisation des vidéos. Il s’adaptera pour que les autres quadrants restent visibles quelle que soit la taille de la fenêtre ou la résolution de l’écran (figure description générale des zones de l’interface graphique.).
description générale des zones de l’interface graphique.
L’ouverture d’une vidéo se fait par le menu Fichier >> ouvrir (figure ouvrir une vidéo). Plusieurs formats de vidéo sont possibles (.avi, .mpg4, .mov ). Cette commande ne charge pas la vidéo en mémoire mais crée seulement un objet vidéo d’openCV. Il n’y a donc pas de limitation de taille à ce niveau.
Dans la suite, nous appellerons “frame” les images extraites de la vidéo qui sont traitées les unes après les autres afin de reconstituer le mouvement des particules.
ouvrir une vidéo
Séquence d’images
Le logiciel ANDROMEDE vous permet de traiter des séries d’images au lieu de vidéos. Pour ce faire, vous devez changer le type de fichier dans l’interface de dialogue. Afin d’utiliser la même fonction que pour les vidéos, les images seront renommées par ordre croissant. Si vous voulez conserver les fichiers avec les noms initiaux, vous devez faire une copie au préalable. De même, le répertoire ne doit contenir que des fichiers images correspondant à la séquence (d’autres types de fichiers sont possibles). Par défaut, la fréquence entre les images est de 1, mais elle peut être modifiée dans la dans la boîte de dialogue qui apparaît après la sélection des images.
Stratégie de traitement
L’ergonomie du logiciel est conçue pour suivre les bonnes pratiques préconisées par les développeurs. La première étape consiste à effectuer un traitement complet sur un nombre réduit d’images afin de vérifier la pertinence des méthodes choisies (figure Onglet Paramètres de traitement). Les images originales et traitées sont ensuite chargées en mémoire vive. Lorsque le calcul semble pertinent, un traitement complet de la vidéo peut être effectué. On lancera alors la procédure via le menu Process >> Full processing (figure Lancement d’un traitement complet.). La taille de la vidéo peut être importante puisque les images ne sont plus importées dans l’application. Il faut cependant noter que les capacités de calcul actuelles permettent de traiter des vidéos assez volumineuses (environ un Go) sans Full Processing. Lorsque l’étape Traitement complet est lancée, les paramètres de calcul sont ceux actifs dans les différents panneaux, qu’ils aient déjà été testés ou non.
Le document indique l’ordre chronologique recommandé pour les différentes étapes auxquelles un panneau ou un menu peut être associé (en gras dans la liste ci-dessous) :
Stabilisation obligatoire si bourdon, facultative sinon (stabilisation).
Choix de la transformation géométrique (pré traitement)
Test des méthodes sur quelques images : traitement, de détection, de déplacement…
Sauvegarde des paramètres
Traitement de toute la séquence avec le paramétrage choisi (Traitement complet)
Analyse des déplacements trouvés avec filtrage éventuel des valeurs aberrantes et des trajectoires non cohérentes (Analyse)
Visualisation des résultats (Visualisation)
Exportation des résultats au format natif ou SIG (Exportation)
Onglet Paramètres de traitement
Lancement d’un traitement complet.
Sauvegarder les paramètres
Les méthodes numériques peuvent inclure un nombre important de paramètres, même si nous verrons plus tard que la majorité des paramètres par défaut sont suffisants pour une analyse optimale des vidéos. Il a été choisi de garder les paramètres accessibles car l’outil ANDROMEDE est conçu pour s’adapter à toutes les configurations possibles de prise d’images et aux objectifs d’étude. Ainsi, pour des cas autres que les vitesses de surface, la modification des paramètres permettra d’atteindre les objectifs. D’autres études utilisant déjà ce type d’algorithme sont le suivi de poissons, l’étude des milieux granulaires (avalanches), l’avancée de la glace ou de la lave, le déplacement de la faune terrestre (insectes), l’hydrodynamique en laboratoire.
Les paramètres sont stockés dans des dictionnaires correspondant aux étapes décrites dans le paragraphe précédent. Il est possible de sauvegarder les paramètres au format texte en utilisant la commande Fichier>>Ecriture/Exportation>>Paramètre. Les paramètres peuvent ensuite être rechargés automatiquement avec la commande File>>Read/Import>>Parameter (figure Paramètres d’import/export). L’enregistrement permet de faire des traitements identiques sur plusieurs vidéos mais aussi de garder une trace des calculs effectués. Le fichier de paramètres permet également de modifier des valeurs qui ne sont peut-être pas encore disponibles dans l’interface.
Paramètres d’import/export
Interface utilisateur
Lorsque la vidéo est chargée, il est possible de connaître les informations de l’image affichée en double cliquant sur un pixel. Dans la boîte de dialogue en bas à droite, la position du pixel en X (direction horizontale) et en Y (direction verticale) apparaît, suivie des valeurs des bandes de couleurs (RVB généralement). Il est possible de zoomer avec la molette de la souris. Le centre de la zone de zoom correspond à la position du curseur sur l’image. Lorsque vous double-cliquez sur l’image zoomée, les informations qui apparaissent correspondent à la position dans l’image initiale (idem pour les images traitées).
Les paramètres sont automatiquement sauvegardés dès qu’ils sont modifiés.
Il est possible d’afficher chaque image de la vidéo en se déplaçant avec la barre de progression sous la fenêtre graphique ou avec les boutons Précédent et Suivant. Un menu déroulant sous l’image permet de naviguer entre les différentes étapes du calcul et les images associées. Lors du chargement de la vidéo, seule l’option original est possible.
Navigation pour l’affichage des images (nombre et type).