Améliorer la sécurité des lieux publics par détection acoustique
Publié par Redbran le 01/04/2019 à 14:00
Source: CNRS La lettre innovation

Des chercheurs de l'Institut de recherche en informatique de Toulouse (1), en collaboration avec des chercheurs de la Maison des sciences de l'Homme et de la société de Toulouse (2), ont développé un système, appelé Audio Analytic Threat Detection (ATD), qui détecte automatiquement les événements sonores caractéristiques d'une situation (En géographie, la situation est un concept spatial permettant la localisation relative d'un espace par rapport à son environnement proche ou non. Il inscrit un lieu dans un cadre plus général afin de le qualifier à travers...) dangereuse dans des lieux publics.

Dans un aéroport (Un aéroport est l'ensemble des bâtiments et des installations d'un aérodrome qui servent au trafic aérien d'une ville ou d'une...), une station de métro (Un métro, apocope du terme métropolitain lui-même abréviation de chemin de fer métropolitain, est un chemin de fer urbain souterrain le plus souvent, sur...) ou un centre commercial (Un centre commercial ou centre d'achat (parfois désigné par l'anglicisme shopping centre, notamment en Belgique) est un bâtiment qui comprend, sous un même toit, un...), certains bruits (chocs, cris...) peuvent signaler une situation potentiellement critique, voire dangereuse. Des agents de surveillance expérimentés savent détecter ces bruits dans des environnements sonores complexes et les interpréter afin d'agir au mieux pour la sécurité des usagers. Pour faciliter la détection acoustique (L’acoustique est une branche de la physique dont l’objet est l’étude des sons et des ondes mécaniques. Elle fait appel aux phénomènes ondulatoires et...) des situations critiques, des chercheurs de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un tel institut.) de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique,...) en informatique (L´informatique - contraction d´information et automatique - est le domaine d'activité scientifique, technique et industriel en rapport avec le traitement automatique de l'information par...) de Toulouse1, dans le cadre d'un projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration d’une grande diversité de...) soutenu par la SATT Toulouse Tech Transfer, ont développé un système qui permet d'automatiser l'analyse des environnements sonores en se basant sur des compétences en ergonomie et psychoacoustique (Le rôle du cerveau dans la perception est particulièrement important car il fournit un gros travail d'analyse pour distinguer, reconnaître et évaluer les sons, selon leur...) apportés par la collaboration avec l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux États-Unis, au...) Toulouse Jean Jaurès.

"La spécificité du projet ATD est de s'appuyer sur l'expérience des agents de terrain. En effet, la plupart des systèmes de détection acoustique appliquée à la sécurité sont développés par des techniques d'apprentissage (L’apprentissage est l'acquisition de savoir-faire, c'est-à-dire le processus d’acquisition de pratiques, de connaissances, compétences, d'attitudes ou de valeurs culturelles,...) automatique (L'automatique fait partie des sciences de l'ingénieur. Cette discipline traite de la modélisation, de l'analyse, de la commande et, de la régulation des systèmes dynamiques. Elle a pour fondements...) sur de grandes bases de bruits enregistrés ou synthétiques. Mais les algorithmes de détection qui en résultent se révèlent souvent peu efficaces dans des environnements sonores réels, et ils sont sensibles au positionnement (On peut définir le positionnement comme un choix stratégique qui cherche à donner à une offre (produit, marque ou enseigne) une position crédible, différente...) des microphones", indique Patrice Guyot, chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la recherche. Il est difficile de bien cerner le métier de...) à l'Institut de recherche en informatique de Toulouse.

Le nouveau système de détection (Un système de détection est un système permettant à l'utilisateur d'observer un événement automatiquement par le biais d'un appareil électronique ou mécanique. On peut distinguer...) a été mis au point (Graphie) à partir de modélisations physiques des événements sonores, enrichies par l'expertise des agents de sécurité. Un projet interdisciplinaire (Un travail interdisciplinaire intègre des concepts provenant de différentes disciplines.) (traitement du signal ( Termes généraux Un signal est un message simplifié et généralement codé. Il existe sous forme d'objets ayant des formes particulières. Les signaux lumineux sont employés...), ergonomie du travail, psychoacoustique, apprentissage automatique...), qui a débouché sur un système capable d'identifier des bruits ou séquences de bruits (par exemple, la répétition anormale du "bip" de fermeture (Le terme fermeture renvoie à :) des portes d'une rame de métro) et surtout de les interpréter en fonction du contexte (Le contexte d'un évènement inclut les circonstances et conditions qui l'entourent; le contexte d'un mot, d'une phrase ou d'un texte inclut les mots qui l'entourent. Le concept de contexte issu traditionnellement de...) sonore. Pour recueillir l'expertise des agents, deux protocoles, inspirés des études d'ergonomie du travail, ont été mis en œuvre. Des entretiens libres ont donné l'occasion aux agents d'expliquer les événements sonores qui leur paraissaient significatifs. Ils ont été complétés par des séances d'observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et...) qui ont révélé des expertises souvent non explicitées par les agents.


Le système ATD dont les algorithmes ont été validés sur des sons enregistrés ou synthétiques, doit maintenant être testé en situation réelle, avec des partenaires susceptibles d'être intéressés par la valorisation de ces développements.

Note:
(1) Institut de recherche en informatique de Toulouse (CNRS/Université Toulouse III Paul Sabatier/Université Toulouse 1 Capitole/Université Toulouse Jean Jaurès/ INP Toulouse)

(2) Maison (Une maison est un bâtiment de taille moyenne destiné à l'habitation d'une famille, voire de plusieurs, sans être considérée comme un immeuble collectif.) des sciences de l'Homme (Un homme est un individu de sexe masculin adulte de l'espèce appelée Homme moderne (Homo sapiens) ou plus simplement « Homme ». Par distinction, l'homme prépubère est appelé un...) et de la société de Toulouse (CNRS/Université Toulouse Jean Jaurès/Université Toulouse III Paul Sabatier/Sciences Po Toulouse/Université Toulouse Capitole/Université fédérale Toulouse Midi-Pyrénées)


Contacts chercheurs:
- Jérôme Lelasseux / Directeur pôle applications numériques à Toulouse Tech Transfer / lelasseux (at) toulouse-tech-transfer.com
- Patrice Guyot / Chercheur à l'Institut de recherche en informatique de Toulouse / patrice.guyot (at) irit.fr
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