Applications de vision - Exemples d'application dans de nombreuses industries

La vision industrielle côté pratique

Exemples d'application et références clients

Quand la vision industrielle change notre regard sur l’art

juillet 2019

Utilisée efficacement sur les lignes de production pour contrôler la qualité des produits, la vision industrielle est une technologie clé de l’industrie. La start-up suisse ARTMYN nous démontre aujourd’hui qu’elle peut s’appliquer à un tout autre domaine. Cette société a en effet développé un système à partir de composants de vision de STEMMER IMAGING pour nous faire redécouvrir l’art.

Start-up créée par des chercheurs du Laboratoire de communications audiovisuelles de l’École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), ARTMYN jette un regard nouveau sur les œuvres d’art, avec un slogan : (re)discover art. Ces passionnés du numérique ont en effet développé un système permettant de reproduire une œuvre d’art avec une précision exceptionnelle. Grâce à une technique de visualisation interactive en 5D, les amateurs et professionnels de l’art peuvent désormais parcourir des œuvres, les explorer sous différents angles, avec l’impression de se promener dans un paysage artistique.

Le système d’ARTMYN utilisent les données de longueur, largeur et hauteur d'une œuvre d'art pour reconstituer automatiquement sa surface à haute résolution et en 3D, une sorte de topographie de l’œuvre. Le facteur de réflexion du matériau pour chaque pixel est également utilisé pour mettre en place un éclairage interactif. De cette façon, ARTMYN génère des images et des films 5D interactifs qui font découvrir les œuvres d’art d’une façon inédite. Ils créent une expérience émotionnelle d’un nouveau genre. « Notre scanner capte en quelque sorte l'ADN d’un objet d’art et souligne ses particularités pour les montrer au public d'une manière innovante », déclare Loïc Baboulaz, l’un des fondateurs et responsable technique d’ARTMYN.

Combiner des milliers d’images

L'acquisition des caractéristiques d'un tableau ou d'une sculpture est assurée par un scanner spécial que Loïc Baboulaz et ses collègues ont développé en 2016. En fonction de la taille de l’objet, entre plusieurs centaines et plusieurs centaines de milliers d’images sont prises puis envoyées au centre de traitement des données d’ARTMYN. La prise d’image se fait avec différents éclairages et spectres de lumière, notamment avec des éclairages ultraviolets et infrarouges. De cette façon, il est possible de capturer les particularités de chaque œuvre avec une très grande précision.

Les scanners d’ARTMYN font le tour du monde pour prendre des photos d’œuvres d’art et les transposer sous forme de jumeaux numériques. Source image : ARTMYN

Le processus de balayage exploite différentes sources de lumière avec le spectre de lumière visible, de l’ultraviolet et, sous peu, de l’infrarouge. Source image : ARTMYN

Pour traiter toutes ces données, ARTMYN a développé des algorithmes spécifiques. Ces derniers combinent les informations issues des nombreuses photos prises, qui représentent souvent plus de 2 téraoctets, pour en extraire les caractéristiques pertinentes de l’œuvre. « De cette manière, le système calcule entre autres la topographie 3D, la réflexion de la lumière à la surface et les détails par rapport aux couleurs utilisées », explique Loïc Baboulaz. « Le résultat est ensuite formaté pour la visualisation en ligne, puis transmis à nos serveurs Web. »

La troisième étape du système est la visualisation des données ainsi calculées, ajoute M. Baboulaz : « Notre viewer propose la visualisation interactive en temps réel d’images de plusieurs gigapixels, à l'aide de technologies WebGL et de streaming de pointe . » WebGL (Web Graphics Library) est une interface de programmation JavaScript ouverte qui permet d’accélérer le système pour représenter des images 3D au sein du navigateur Web. Vous pouvez ainsi choisir de voir une œuvre d’art avec un éclairage ultraviolet ou non, avec la même haute résolution.

Une coopération réussie

Dans le cadre de cette application, les exigences posées à la vision industrielle divergent largement des applications industrielles sur un point : les images acquises ne doivent pas être traitées en temps réel. « Pour nous, le plus important est le traitement fiable de tous les jeux de données acquis pour une œuvre d'art », souligne Loïc Baboulaz. Si la phase d’acquisition d’image a été une tâche complexe à résoudre, le développement d’algorithmes adaptés n’a pas non plus été simple. Il fallait qu’ils puissent extraire en toute efficacité des informations pertinentes à partir d’un très grand volume de données.

Cette partie technique demande un excellent savoir-faire dont dispose l’équipe d’ARTMYN. Celle-ci est en effet active depuis plusieurs dizaines d’années dans les domaines du traitement des données et de la vision par ordinateur pour les sciences et l’industrie. En ce qui concerne l’acquisition d’images, ARTMYN s’est également associé à d’autres spécialistes, nous confie Loïc Baboulaz. « En 2016, nous avions contacté STEMMER IMAGING avec une longue liste d’exigences strictes, afin de trouver la bonne configuration de caméra pour nos scanners. Les critères majeurs étaient la capacité de capturer des images à haute résolution et à haute vitesse et de transférer les données de la mémoire RAM sur le disque dur. Depuis, STEMMER IMAGING nous apporte un soutien et des conseils précieux pour l'adaptation correcte de la technique des caméras à nos scanners. Nous avons toujours pu discuter de questions techniques de manière très constructive et bénéficier de conseils commerciaux de la part de notre partenaire. »

Lors des phases initiales de développement, ARTMYN travaillait avec une caméra reflex conventionnelle. « La qualité des photos était certes excellente, mais la durée de vie de telles caméras ne dépasse souvent pas les 200 000 images », se souvient Loïc Baboulaz. « Comme il peut s’avérer nécessaire de prendre jusqu'à 100 000 photos pour une seule œuvre de grandes dimensions, nous aurions déjà eu besoin d’une nouvelle caméra après deux œuvres d’art. En outre, l’acquisition intégrale de toutes les images requises pour une seule œuvre peut prendre plusieurs jours. Grâce à STEMMER IMAGING, nous sommes désormais en mesure de prendre toutes les photos requises en maximum quatre heures, selon les dimensions de l’œuvre. Pour parvenir à une solution raisonnable sur le plan économique, nous avions donc besoin de technologies de vision industrielle à la fois rapides et fiables, ce que STEMMER IMAGING pouvait d’emblée nous recommander dès les premiers entretiens. »

 
Pour parvenir à une solution raisonnable sur le plan économique, nous avions donc besoin de technologies de vision industrielle à la fois rapides et fiables, ce que STEMMER IMAGING pouvait d’emblée nous recommander dès les premiers entretiens.“
Loïc Baboulaz, ARTMYN

En modifiant artificiellement la direction de l'éclairage, la matérialité d'une œuvre d'art devient davantage visible et l’observateur détecte encore mieux les détails de l’image. Source image : ARTMYN

Les amateurs d’art peuvent observer le moindre trait de pinceau sous tous les angles possibles. Source image : ARTMYN

Une utilisation variée

Le système développé par ARTMYN peut s’utiliser de différentes façons. Avec la technique du streaming, le jumeau numérique d'une œuvre d'art peut être visualisé en ligne depuis n'importe quel appareil connecté à Internet, où que ce soit. La représentation interactive des images 5D en temps réel débouche sur une expérience artistique d’un nouvel ordre. Par ailleurs, cette technologie simplifie la réalisation de visites guidées audiovisuelles et interactives, sans coûts supplémentaires ni risques d’endommagement, comme par exemple si une caméra tourne autour d’une œuvre d'art fragile.

Loïc Baboulaz souligne également la possibilité de créer des catalogues électroniques, pour les musées, les galeries et les salles de ventes aux enchères par exemple. « Notre visualiseur interactif et nos vidéos de visites guidées s’intègrent en toute élégance dans ces catalogues électroniques qui peuvent ainsi être conçus de manière véritablement interactive et attrayante. »

Le système ARTMYN est également un atout précieux en ce qui concerne la sécurité et la vente. Grâce à une très grande précision des détails et au contenu 5D, il est possible de créer l’empreinte spécifique d’une œuvre d’art : « Il est pratiquement impossible de falsifier une œuvre d'art si elle a été scannée chez nous », affirme Loïc Baboulaz.

Cette propriété peut également être utilisée pour détecter les détériorations éventuelles des œuvres lors de leur prêt à un musée. Celles-ci peuvent être scannées avant et après leur prêt. « Nos algorithmes comparent alors les deux jeux de données et fournissent une carte des zones potentiellement endommagées. Celle-ci peut servir de base à une déclaration de sinistre. » À l’inverse de l’œil humain, le système détecte efficacement la moindre détérioration.

Des experts peuvent par ailleurs réaliser un état des lieux numérique. Ils enregistrent directement leurs remarques et évaluations sur l'état d'une œuvre d'art dans un fichier 5D. Cet état des lieux peut être partagé numériquement, de manière interactive et en ligne avec des tiers intéressés, afin par exemple de convenir des détails d’une vente.

Il est aussi possible de créer un passeport pour chaque œuvre sous la forme d’un document numérique sécurisé à l’attention de son propriétaire. Celui-ci permet un accès privé au jumeau numérique et à l’empreinte de l’œuvre d’art. Un tel passeport peut contenir tous les documents importants comme par exemple un état des lieux, un certificat d’authenticité ou l’historique de l’œuvre d’art, attestant ainsi de la qualité et de l’authenticité de cette œuvre.

Grâce à la technologie de streaming, le jumeau numérique d'une œuvre d'art peut être appelé et visualisé en ligne depuis n'importe quel terminal connecté à Internet, où que ce soit. Source image : ARTMYN

Une nouvelle vision de l’art

Cette nouvelle approche de l’art suscite un vif intérêt, se réjouit Loïc Baboulaz : « Les musées et fondations qui numérisent leurs collections souhaitent souvent présenter leurs trésors à un public plus jeune et plus large. Notre système répond à ce souhait de manière inédite et attrayante : les visiteurs trouveront certainement intéressant de voir l’original derrière un verre de protection sous un certain éclairage, tout en ayant la possibilité de manipuler son jumeau numérique à leur gré. De plus, les visites guidées interactives constituent une véritable opportunité d’expliquer visuellement et en toute simplicité l’œuvre d’art elle-même ainsi que la technique employée par l’artiste. » Il n’est donc pas étonnant que la solution d’ARTMYN se soit rapidement établie sur la scène artistique. « Sans l’assistance compétente de STEMMER IMAGING dans le développement de ce système, nous n’y serions pas parvenus aussi rapidement », souligne Loïc Baboulaz.

about ARTMYN

ARTMYN est une société développée par des chercheurs de l’École Polytechnique Fédérale de Lausanne qui propose une nouvelle génération d'outils et de prestations technologiques destinées au monde de l’art. À partir de milliers de photos prises avec différentes sources et spectres de lumière, y compris la lumière ultraviolette et infrarouge, ARTMYN génère des images et des films 5D interactifs qui offrent une expérience émotionnelle artistique jusqu'alors inédite à l’écran.