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RÉSUMÉ
Les smartphones et tablettes sous Android intègrent aujourd’hui plusieurs capteurs photographiques. Créer des applications visuelles les exploitant nécessite de contrôler directement l'appareil photo du smartphone mais également d'avoir une bonne connaissance de l’interface de programmation disponible. Cet article explique comment récupérer les caractéristiques techniques d’un capteur photo et comment l’exploiter. Nous apprendrons comment afficher l’image provenant du capteur, comment la capturer et comment l’analyser grâce à différents modèles pré-entraînés. Pour terminer, nous créerons notre propre modèle d’analyse grâce à l’apprentissage machine.
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Frédéric LEMOINE : Docteur et Ingénieur en informatique - Chef de projet en développement d’applications Conservatoire national des Arts et Métiers (CNAM)
INTRODUCTION
Google Android™ est un système d’exploitation conçu pour les appareils mobiles (téléphones, tablettes, etc). En 2005, la société Google a racheté une petite startup appelée Android Inc. qui développait des applications pour téléphones mobiles. L’objectif de ce rachat était de créer une nouvelle plate-forme mobile concurrençant les principaux acteurs de l’époque : Symbian, Windows mobile, Palm OS, etc.
En 2007, le consortium OHA (Open Handset Alliance), bâti autour de ce système, a été créé. Il regroupait des opérateurs de téléphonie, des fabricants de semi-conducteurs, de téléphones, des éditeurs de logiciels et des distributeurs. Android™ a alors été officiellement annoncée comme nouvelle plate-forme pour dispositifs mobiles.
En 2008, la première version du kit de développement SDK (Software Development Kit), est sortie. Depuis, la part de marché d’Androïd™ a continué de croître et concurrence celle d’Apple (iPhone OS). Ses domaines d’application s’étendent de jour en jour, et ils concernent même maintenant la domotique ou les téléviseurs.
Android™ est fondé sur un noyau Linux. Son code est ouvert et disponible en Open source. Son langage de programmation est le Java.
Le succès d’Android™ tient beaucoup à l’amélioration de l’interactivité de l’utilisateur avec son appareil. Celle-ci s’est beaucoup perfectionnée grâce à l’arrivée de nouveaux types de capteurs.
Le capteur photo est l’un des nombreux capteurs présents sur tout smartphone Android™. C’est un composant électronique chargé de collecter la lumière issue de l’objectif et de la convertir en information électrique. Le processeur de traitement d’image convertit ensuite ce signal analogique en information numérique.
Cet article a pour but d’expliquer comment récupérer les caractéristiques de ce capteur, puis de montrer comment l’exploiter. Nous apprendrons notamment comment afficher l’image provenant du capteur, comment la capturer, et comment l’analyser, grâce à différents modèles pré-entraînés. Puis nous apprendrons à créer le nôtre grâce à l’apprentissage machine.
L'expertise technique et scientifique de référence
MOTS-CLÉS
informatique Programmation intelligence artificielle électronique Apprentissage machine réseau de neurones
DOI (Digital Object Identifier)
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Sigles, notations et symboles
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7. Glossaire
Apprentissage machine ; Machine learning
Sous domaine de l’intelligence artificielle qui consiste à programmer une machine, pour que celle-ci apprenne à réaliser des tâches habituellement effectuées par des êtres humains, en étudiant des exemples de ces dernières.
CameraX ; CameraX
Bibliothèque logicielle, créée par Google, facilitant la gestion des fonctionnalités de l’appareil photo sous Android™.
Fonction d’activation ; Activation function
Fonction mathématique appliquée en sortie d’un neurone artificiel.
Fonction de calcul de l’erreur ; Error function
Fonction calculant la différence entre la valeur effective et celle attendue.
Gradient ; Gradient
Taux de variation d’une fonction en un point donné.
Layout ; Layout
Fichier (format XML) présentant l’agencement, la position, la taille des éléments composants une interface utilisateur.
Manifeste ; Manifest
Définit la structure et les métadonnées de l’application (titre, icône, listes des interfaces, permissions, etc.).
Neurone artificiel ; Artificial neuron
Élément informatique dont le fonctionnement s’inspire de celui d’un neurone biologique.
Perceptron ; Perceptron
Type de neurone artificiel, et donc unité de réseau de neurones.
Réseau de neurones ; Neural network
Ensemble de neurones artificiels organisés en plusieurs couches.
Segmentation ; Segmentation
Séparation entre le fond de l’image et les objets situés au premier plan.
Streaming ; Streaming
Technique de diffusion en continu de données multimédias.
Tensorflow ; Tensorflow
Outil open source d’apprentissage automatique développé par Google.
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Glossaire
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - - https://developer.android.com/reference/ android/hardware/camera2/Camera Characteristics
-
(2) - TURING (A.M.) - Computing Machinery and Intelligence. - Mind, LIX(236), p. 433-460 (1950).
-
(3) - MCCULLOCH (W.), PITTS (W.) - A logical calculus of the ideas immanent in nervous activity. - Bulletin of Mathematical Biology, 5, p. 115-133 (1943).
-
(4) - TURING (A.M.) - On Computable Numbers, with an application to the entscheidungproblem. - Proceedings of the London Mathematical Society, 1, p. 230-265 (1937).
-
(5) - ROSENBLATT (F.) - The perceptron: A probabilistic model for information storage and organization in the brain. - Psychological Review, 65(6), p. 386-408 (1958).
-
(6) - - https://www.cs.toronto.edu/~kriz/cifar.html
- ...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Android developers (page consultée le 14 juillet 2023). Site de référence pour la programmation sur la plateforme Android™. Ce site présente une importante base documentaire de référence ainsi que les outils nécessaires à la programmation https://developer.android.com/
Kit de développement pour la plateforme Android™ (page consultée le 14 juillet 2023). L’ensemble des outils nécessaires à installer pour développer des applications pour la plateforme Android™ https://developer.android.com/studio
Android™ (page consultée le 14 juillet 2023). Ce site officiel fournit des informations pour les utilisateurs, développeurs et partenaires. Il comprend des communiqués de presse, des vidéos, des copies d'écran et de nombreux téléchargements http://www.android.com/
Android™ Compatibility Program (page consultée le 14 juillet 2023). Site recensant les critères que doit respecter un constructeur pour certifier son matériel compatible avec la plate-forme Android™ http://source.android.com/compatibility/overview.html
The MNIST (Mixed National Institute of Standards and Technology) database of handwritten digits (page consultée le 17 juillet 2023). Site présentant la base de données MNIST de...
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