FR2801757A1 - Systeme de visualisation d'images video permettant la television interactive, la visiophonie et la telesurveillance - Google Patents

Abstract

Système de visualisation interactive constitué d'appareils (1) coopérant chacun avec au moins une télécommande (2), chaque appareil (1) étant connecté à un poste de télévision et à un réseau de télécommunication, caractérisé en ce que chaque appareil (1) comprend : une optique de prise de vues vidéo (4) grand angle; un microprocesseur et des mémoires ROM/ RAM pour élaborer une image corrigée des distorsions et correspondant au cadrage choisi par l'utilisateur au moyen de sa télécommande (2); un moyen de goniométrie et de télémétrie utilisant des photodiodes réceptrices pour déterminer la direction d'arrivée d'un signal infrarouge; un microphone et un haut-parleur. Chaque télécommande (2) comprend : un écran tactile (3) pour choisir les cadrages des images visualisées, issues des prises de vues grand angle; un lecteur de cartes à puce (16) pour le choix d'un opérateur de télécommunication, la configuration de la télécommande, sa personnalisation, l'autorisation d'accès aux fonctionnalités du système, les jeux, l'authentification de l'utilisateur, et/ ou le paiement sécurisé.

Description

L'invention décrite dans le présent document porte sur un système de télévision interactive, au sens premier du terme de vision à distance , permettant différentes fonctionnalités pratiques telles que la participation active à des jeux interactifs télédiffusés, la visiophonie à très faible coût, l'enseignement à distance ou encore la télésurveillance domestique.

L'explosion du numérique associée aux techniques de compressions et aux puissances de calcul présentes sur le marché grand public permet d'offrir au plus large public des offres télévisuelles variées, voire personnalisées. Toutefois, hormis quelques rares réalisations souvent au stade expérimental, autorisées par le câble, force est de constater la télévision souffre de caractère unidirectionnel, où tout au plus le téléspectateur peut intervenir verbalement par le téléphone. La télévision ne peut donc être considérée à ce jour comme ouverte sur l'interactivité, par exemple de la part des téléspectateurs dans le cadre de jeux télédiffusés.

La visiophonie fait penser à un serpent de mer apparaissant périodiquement dans les plans marketing des grandes sociétés d'électroniques, sans jamais déboucher réellement sur le marché du grand public. Cette difficulté d'émergence de produits de visiophonie sur ce marché explique en particulier par - la mauvaise qualité des images dues aux faibles débits autorisés jusqu'à présent par le réseau téléphonique, - le fait que les efforts de recherche et développement des grands acteurs du domaine de la télévision sont orientés depuis une décennie vers la haute résolution les écrans plats, - la relative complexité de la mise en oeuvre de la visiophonie via les moyens informatiques, et caractère récent du marché de l'informatique domestique.

En ce qui concerne la télésurveillance, il n'existe pas de systèmes simples et bon marchés permettant assurer une telle fonction dans un cadre domestique, et ce malgré la variété de besoins concrets d'applications au quotidien. La télésurveillance domestique se limite actuellement aux systèmes d'alarmes à détection par exemple par radars avec alerte à distance via le réseau téléphonique, aux visiophones permettant de .voir un visiteur présent devant la porte d'entrée ou le portail, aux projets ambitieux mais végétatifs dans le cadre de la domotique, ou maison intelligente .

L'invention décrite dans le présent document permet de remédier aux inconvénients et lacunes indiquées ci-dessus. L'invention porte sur un système de télévision interactive, au sens premier du terme de vision à distance composé de trois types d'éléments: 1) des appareils dénommés par la suite Appareils Principaux , destinés à être associés chacun à un poste de télévision traditionnel, permettant d'effectuer prises de vues vidéo dans des conditions originales, prises de vues qui sont transmises en temps réel et via tout réseau téléphonique vers des Appareils Principaux distants pour visualisation à l'écran des postes de télévision distants associés, 2) boîtiers portatifs, dénommés par la suite Boîtiers Télécommande , au format de télécommandes traditionnelles, communicants chacun par infrarouge avec un Appareil Principal local, et permettant chacun de choisir la direction et le champ des prises de vues réalisées par un Appareil Principal distant, et ce via l'Appareil Principal local et tout réseau téléphonique, de transmettre des données saisies par l'utilisateur l'écran tactile de son Boîtier Télécommande vers un serveur informatique distant, via tout réseau téléphonique et via l'Appareil Principal local, . de fournir à l'Appareil Principal local une information permettant à celui-ci de déterminer la direction relative ou se situe l'utilisateur du Boîtier Télécommande, d'accueillir une carte à puce destinée à assurer diverses fonctionnalités telles que des fonctions de configuration du boîtier, de personnalisation, de jeux, d'autorisation, d'authentification, de paiement, ., 3) des appareils dénommés par la suite Appareils Périphériques , destinés à être placés en tous lieux que l'on souhaite surveiller, tels que portes entrées, portails, piscines, chambres d'enfants ou autres lieux, permettant effectuer des prises de vues vidéo dans conditions originales, prises de vues qui sont transmises en temps reel par voie hertzienne vers un Appareil Principal local pour visualisation à l'écran du téléviseur associé à Appareil Principal local, ou, transmission via tout réseau téléphonique vers un Appareil Principal distant pour visualisation à l'écran du poste télévision distant associé.

Le qualificatif originales employé ci-dessus en ce qui concerne les prises de vues réalisées par les Appareils Principaux et les Appareils Périphériques est expliqué ici les prises de vues utilisent un système optique grand angle, pouvant avoisiner l'angle plat, composé . de lentilles optiques, . de capteurs matriciels à base de CCD, et de moyens de traitements permettant de choisir une direction et une largeur de champ pour les prises de vues en azimut en site, avec correction des distorsions calculs.

Ces choix directions et de largeurs de champ, donc cadrages l'image vidéo visualisée, sont effectués par l'utilisateur au moyen de son Boîtier Télécommande, en activant écran tactile selon une interface de commande conviviale et intuitive.

Comme exemple d'interface de commande conviviale et intuitive on peut imaginer qu'un glissement sur l'écran tactile (3) du doigt de l'utilisateur vers la droite induise un déplacement du cadrage de l'image visualisée vers la droite, et identiquement pour les autres directions, qu'une pression prolongée du doigt sur l'écran tactile (3) induise un rapprochement (zoom avant), ou un éloignement (zoom arrière) si cette pression est précédée de deux brèves pressions.

Il est ainsi possible d'obtenir des images vidéos de bonne qualité sous un cadrage choisi, avec un grossissement de l'image également choisi, et ce sans aucun déplacement mécanique de l'optique, l'image visualisée étant élaborée par traitements des signaux issus du système optique grand angle en fonction du cadrage choisi. Tout se passe comme si chaque Appareil Principal et Appareil Périphérique était doté une caméra montée sur un mécanisme de rotation deux axes avec une focale variable (fonction zoom).

Un mode de réalisation préférentielle de l'Appareil Principal selon l'invention est décrit ci-après, en référence aux figures.

L'Appareil Principal (1) se présente sous la forme un boîtier connecté à un réseau de télécommunication quelconque (6) tel que RTC, numérique ou encore permettant des liaisons asynchrones haut débit types ADSL ou équivalent, au moyen d'un modem intégré à l'Appareil Principal (1), . un poste de télévision par une prise de type Péritel , une prise de type S-vidéo ou, dans le cas d'un poste évolué, par une prise de type composantes RVB .

L'Appareil Principal (1) comprend un système optique (4) constitué d'un ensemble de lentilles optiques (8) et une surface plane de capteurs matriciels de type CCD (9), le tout permettant des prises de vues sous un grand angle solide, pouvant avoisiner 180 .

La direction et la largeur de champ correspondant à l'image visualisée sont obtenus par traitements des signaux issus de l'optique de prise de vue grand angle, ces paramètres étant reçus d'un Boîtier Télécommande (2) local ou distant.

I1 est connu qu'un système optique grand angle génère des distorsions, distorsions d'autant plus fortes que l'on s'éloigne du centre de l'image.

Un aspect de la présente invention consiste en la reconstitution de l'image originelle à partir de l'image déformée par les distorsions caractéristiques des systèmes optiques grand angle.

Comme il a été dit plus haut c'est un Boîtier Télécommande (2) qui transmet les paramètres de direction et de largeur de champ, donc de rapprochement apparent de l'image, choisis par l'utilisateur. Ainsi ce dernier peut choisir librement, dans un angle de vision très large d'environ 180 , la partie du champ qui l'intéresse et le grossissement. L'image ainsi cadrée par l'utilisateur apparaît sur son poste de télévision.

Dans tous les cas le Boîtier Télécommande de l'utilisateur communique par infra rouge avec l'Appareil Principal (1) situé localement et connecté avec le poste de télévision de l'utilisateur. La prise de vues video peut selon le cas être réalisée . par un autre Appareil Principal (1) situé à distance et communicant avec l'Appareil Principal (1) de l'utilisateur via le réseau téléphonique, ou un Appareil Périphérique communiquant localement par voie hertzienne avec l'Appareil Principal de l'utilisateur, ou un Appareil Périphérique distant communicant avec un Appareil Principal (1) distant, lui-même communiquant avec l'Appareil Principal (1) de l'utilisateur via le réseau télephonique, ou . par toute combinaison de ces Appareils Principaux 1) et Périphériques, en local ou distants.

Les données issues des capteurs (9) font l'objet de traitements et calculs réalisés par une électronique intégrant un microprocesseur (10) associé à une mémoire ROM/RAM (11), afin d'élaborer une image sans distorsion correspondant à la direction et à la largeur de champ choisies.

En ce qui concerne les distorsions, les lois régissant celles-ci sont connues et déterministes. Considérons la fonction f correspondant à la transformation par l'ensemble des lentilles (8) des points de l'espace en une image ' deux dimensions sur la matrice de capteurs (9). L'ensemble des points E de l'espace se trouvant devant l'optique se transforme par la fonction f(E) en l'ensemble des points du plan de la surface de la matrice de capteurs (9).

A cette fonction f il est possible d'associer une fonction g telle que le traitement de l'image issue de la matrice de capteurs (9) par la fonction g permet d'obtenir une image dépourvue de distorsions (g est égale à la fonction réciproque f1 dans le cas théorique d'une prise de vues s'effectuant devant une image plane).

Selon un mode de réalisation plus sophistiqué du systeme optique, plusieurs capteurs (9) sont disposés de façon à approcher la forme de capteur idéale, c'est à dire incurvée de type cylindrique pour une couverture optimale en azimut, ou incurvée type calotte sphérique pour une couverture optimale en azimut et site, ou incurvée selon d'autres types de formes convexes. Dans tous les cas l'image visualisée à l'écran du poste de télévision est élaborée par traitement des données reçues par tout ou partie du ou des capteur(s) (9). Ces modes de réalisations plus sophistiqués permettent d'obtenir images de qualité constante et homogène quel que soit le cadrage, mais nécessitent le développement de complexes composés de plusieurs capteurs matriciels élémentaires, voire, si la technologie le permet, de capteurs non plans.

L'Appareil Principal (1) communique avec le Boîtier Télécommande (2) local au moyen de moyens infrarouges à très large champ pour l'émission et à champ déterminé pour la réception. Les éléments infrarouge émissifs (12) émettent selon un angle solide large soit par construction soit au moyen d'une lentille divergente adéquate.

L'Appareil Principal (1) assure également la détermination de la direction sous laquelle se trouve le Boîtier Télécommande (2) avec lequel il communique par infra rouge, donc la direction où se trouve l'utilisateur dudit boîtier, grâce à une configuration particulière de l'élément réceptif (14). Pour assurer cette fonction de goniométrie plusieurs solutions techniques sont envisageables, par exemple . une solution mécanique : un masque constitué typiquement d'une demi-sphère comportant un ensemble de conduits divergents décomposant l'espace en une partition de tronc de cônes rectangulaires adjacents. Les cloisons séparant les conduits sont étanches aux rayonnements infrarouges, et chaque conduit conique abouti à une photodiode. Lorsqu'un signal en provenance du Boîtier Télécommande (2) est détecté par au moins une photodiode, la détermination de la (ou des) photodiode(s) recevant signal permet de définir la direction sous laquelle se situe le boîtier émetteur, une solution électronique : cette méthode consiste à mettre en #uvre au moins deux photodiodes réceptrices (au moins trois si on souhaite déterminer l'angle de site en complément de l'angle d'azimut) dont les axes des diagrammes de détection ne sont parallèles, formant par exemple un angle de 120 dans plan horizontal dans le cas de deux diodes A et B.

Un calcul simple effectué à partir des écarts de niveaux de réception des signaux infrarouges provenant du Boîtier Télécommande (2) reçus respectivement par les photodiodes A et B permet de déterminer la direction sous laquelle sont reçus ces signaux.

Par ailleurs, il peut être utile pour certaines applications de déterminer la direction sous laquelle se trouve le Boîtier Télécommande sans nécessiter émission de la part de celui-ci. Pour cela une solution consiste à doter le Boîtier Télécommande (2) d'un dispositif réflecteur de type catadioptre permettant de réfléchir vers l'Appareil Principal (1) les signaux infrarouges émis à large champ par l'Appareil Principal (1) lui-même.

L'Appareil Principal (1) est doté d'un microphone d'ambiance (17) et d'un haut-parleur (18).

L'Appareil Principal (1) est doté également de moyens de lectures de supports d'informations de type CDROM, DVD vidéo, DVD RAM, Graveur de CD ou de DVD, CD audio, ou encore de disquettes informatiques, afin de permettre la visualisation et éventuellement l'enregistrement à distance, dans un Appareil Principal (1) distant, de données.

L'Appareil Principal (1) est également doté d'une mémoire de masse tel qu'un disque dur ou une memoire statique.

Dans un mode de réalisation le Boîtier Télécommande (2) comprend un écran tactile (3) permettant d'afficher des informations telles que des questions à choix multiples dans le cas de jeux, et une interface conviviale permettant de choisir l'Appareil Principal 1) distant, les Appareils Périphériques locaux, et/ou les Appareils Périphériques distants dont l'utilisateur souhaite voir les prises de vues vidéo ' l'écran de son poste de télévision, un lecteur de cartes à puce (16) permettant de configurer, de personnaliser, de paramétrer certains j d'autoriser des accès, d'authentifier l'utilisateur, de payer, etc.

des moyens d'émission (12') et de réception (14') infrarouge, permettant de communiquer avec l'Appareil Principal (1) local, les fonctions d'un combiné téléphonique sans traditionnel, par exemple de type DECT, le clavier apparaissant à l'écran tactile, avec en particulier un microphone (17') et un haut-parleur (18') intégrés, une prise adaptée (31) permettant de connecter un casque intégrant un écouteur et un microphone permettant une communication avec une grande liberté de mouvement, . une électronique comprenant un microprocesseur (10') et un ensemble mémoire ROM/RAM (11').

Dans un mode de réalisation de l'Appareil Périphérique (19) celui-ci se présente sous la forme d'un boîtier communicant sans fil, exemple par voie radiofréquence, avec un Appareil Principal (1) local. Plusieurs Appareils Périphériques (19) peuvent communiquer avec un même Appareil Principal . Le Boîtier de l'Appareil Périphérique (19) comprend un système optique (20) constitué à l'identique du système optique (4) de l'Appareil Principal (1), c'est à dire de lentilles (8) et capteurs matriciels (9), permettant des prises de vues vidéo à l'intérieur un large secteur angulaire pouvant avoisiner 180 , prises de vues dont les directions et largeurs de champ des images visualisées à l'écran du poste de télévision sont commandées par un Boîtier Télécommande (2) local ou distant, . des moyens de communications (21) bidirectionnelles voie hertzienne avec l'Appareil Principal (1) local, . une électronique composée d'un microprocesseur (22) et de mémoires ROM/RAM (23) permettant d'assurer la mise en #uvre des prises de vues vidéo et des communications, . des moyens d'alimentation en énergie électrique autonomes ou non.

Dans un mode de réalisation simplifié les communications entre les Appareils Périphériques (19) et l'Appareil Principal (1) local sont réalisées par voie filaire.

Dans un mode de réalisation plus sophistiqué, l'Appareil Périphérique (19) est doté d'un ou plusieurs capteurs (25), par exemple un radar de détection de présence d'intrus ou d'un détecteur d'incendie, permettant de déclencher automatiquement la visualisation de l'image vidéo prise par l'Appareil Périphérique (19) considéré à l'écran d' poste de télévision local ou distant, via l'Appareil Principal (1) local et, le cas échéant, via un Appareil Principal (1) distant.

Un fonctionnement de l'invention est décrit ci-après, dans le cas d'une utilisation de type télévision interactive durant un jeu télédiffusé.

Le téléspectateur souhaitant participer activement depuis son domicile, à un jeu public télévisé met en marche son Appareil Principal (1) posé sur son téléviseur et Boîtier Télécommande L'Appareil Principal (1) se connecte automatiquement via le réseau téléphonique au serveur (24) de la société assurant le jeu télédiffuse interactif.

Le Boîtier Télécommande (2) se trouve ainsi en communication avec le serveur (24), via l'Appareil Principal (1) local avec lequel il communique par infrarouge et via le réseau téléphonique ci-dessus indiqué.

Lorsque le jeu nécessite l'apport de réponses de la part des téléspectateurs, une liste de propositions de réponses est transmise via le réseau téléphonique vers les Boîtiers Télécommandes (2), via les Appareils Principaux , pour affichage à l'écran tactile (3) des Boîtiers Télécommandes (2).

Le téléspectateur peut alors indiquer un choix de réponse au moyen d'un quelconque stylet ou de son doigt sur l'écran tactile (3), réponse qui est transmise via l'Appareil Principal (1) et le réseau téléphonique vers le serveur (24). Sont transmises également des données permettant au serveur (24) d'identifier le Boîtier Télécommande (2) et, le cas échéant, la carte à puce (16) insérée dans le Boîtier l'origine de la réponse.

Le réseau téléphonique peut être du type RTC, numérique, asynchrone, Internet ou autre.

A tout moment le gestionnaire du serveur (24), ou le serveur lui-même de manière automatique par exemple dès l'arrivée d'une premiere bonne réponse, peut décider de récupérer la prise de vues vidéo issue d'un Appareil Principal (1) de son choix, par exemple celle correspondant au téléspectateur ayant fourni la bonne réponse, et de l'afficher en temps réel à l'écran tous les téléviseurs par voie de télédiffusion traditionnelle. La direction du Boîtier Télécommande (2), donc du téléspectateur ayant répondu à la question, ayant été déterminée grâce à l'une des techniques de goniométrie décrites plus haut, le microprocesseur (10) de l'Appareil Principal (1) détermine un cadrage adapté, constitué d'une part de cette direction, d'autre part d'une largeur de champ pouvant être établie en fonction de l'intensité du signal infrarouge reçu du Boîtier Télécommande, intensité qui constitue un indicateur de la distance à laquelle se trouve le téléspectateur par rapport à son Appareil Principal (1). Cette distance est en effet d'autant plus courte, donc nécessite une largeur de champ plus large, que le niveau du signal reçu est fort.

Un bon cadrage de l'image dans la direction du téléspectateur peut être de cette manière effectué de manière automatique. Ainsi l'invention permet de diffuser en temps réel sur les postes de télévision l'image d'un téléspectateur quelconque, par exemple celle d'un gagnant à un jeu télévisé. Elle permet également de faire participer à un jeu télévisé deux ou plusieurs personnes situées à distance les unes des autres, leurs images apparaissant en temps réel à l'écran de tous les téléviseurs, tout se passant comme si ces personnes se trouvaient sur le plateau de télévision.

Au-delà de l'utilisation dans le cadre de jeux télévisés interactifs, l'invention permet également d'interviewer une personne distante, par exemple à son domicile, et la faire apparaître en temps réel à l'écran des postes de télévision de tous les téléspectateurs, à l'instar d'un plateau de télévision virtuel . A titre d'illustration, invention permet de demander à une téléspectatrice de confectionner en direct une recette de cuisine, une série de séquence vidéo montrant les différentes phases de l'évolution de recette étant télédiffusées en temps réel, ou à un téléspectateur de montrer comment il taille les rosiers ou de présenter sa dernière création artistique.

Bien entendu, le téléspectateur dispose de la faculté d'imposer cadrage de son choix, ou même d'interdire la prise de vues vidéo. Pour cela une touche ad hoc est prévue, soit de maniere physique soit apparaissant à l'écran tactile (3) du Boîtier Télécommande (2).

Selon un autre mode de fonctionnement, l'Appareil Principal (1) peut ne être connecté en permanence avec le réseau de télécommunication. Dans ce cas, les données reçues dans le cadre d'un jeu télédiffusé, par exemple, sont intégrées dans le signal télévisuel, par multiplexage ou au moyen d'une sous porteuse selon l'une des techniques connues, l'Appareil principal (1) disposant des moyens permettant d'extraire ces dites données.

Les données ainsi reçues sont extraites et mémorisées dans la mémoire ROM/RAM (11). Une partie desdites données est transmise par voie infrarouge ou radio vers le Boîtier Télécommande (2), à fin d'affichage pour permettre au téléspectateur de jouer, c'est à dire d'apporter des choix de réponses activant l'écran tactile (3). Le microprocesseur (10) va alors gérer les données échangées entre le Boîtier Télécommande (2) et celles mémorisées dans sa mémoire (11), et peut, grâce aux logiciels transférés en même temps que lesdites données, décider si tel ou tel téléspectateur a gagné ou s'il doit être connecté sur le réseau de télécommunication pour apparaître sur tous les écrans de téléviseurs branchés sur la même chaîne, ou si des points doivent être incrémentés dans la carte à puce (16) introduite dans le boîtier de télécommande (2), ladite carte ' puce(16) pouvant être universelle ou dédiée à tel ou tel jeu On peut imaginer qu'un nombre prédéfini de points cumulés permet de gagner des lots tels qu'une invitation sur un plateau de télévision, un voyage ou un quelconque autre type de prix.

Un très grand nombre de téléspectateurs peuvent jouer en meure temps selon ce dernier mode de fonctionnement, tous n'étant pas connectés en même temps sur le réseau de télécommunication.

Au delà des applications liées au domaine de la télédiffusion traditionnelle, l'invention constitue un moyen remarquable d'enseignement à distance. Par exemple, un conférencier éloigné peut enseigner à une multitude d'étudiants et communiquer en temps réel, de manière bidirectionnelle, avec plusieurs amphithéâtres ou logements distants. Chacun étudiants peut apporter des réponses au moyen de son Boîtier télécommande (2) et, par exemple s'il donne une bonne réponse ou s'il en manifeste le souhait, voir son image visualisée sur les écrans de télévision ou vidéo projecteurs simultanément connectés pour cette occasion.

Un autre fonctionnement type de l'invention est décrit ci- après, dans le cadre d'une communication téléphonique avec visiophonie et échange de données familiales.

Deux utilisateurs pourvus de l'invention peuvent communiquer en toute liberté, à un coût marginal dans le cas d'utilisation du réseau Internet, l'image de chacun d'eux apparaissant à l'écran du poste de télévision de l'autre.

Un interlocuteur peut à loisir . soit parler à haute voix grâce au microphone d'ambiance (17) intégré dans son Appareil Principal (1), le de l'autre interlocuteur étant reçu via le haut-parleur (18) ce même Appareil Principal (1) ou via le haut-parleur du poste de télévision associé, soit, plus confidentiellement, parler dans le microphone 17') et écouter par le haut-parleur (18') du Boîtier Télécommande (2).

L'interlocuteur peut également commander la direction et la largeur de champ de l'image visualisée issue de la prise de vues vidéo réalisée par l'Appareil Principal (1) de l'interlocuteur distant, au moyen de son Boîtier Télécommande (2 L'Appareil Principal (1) étant pourvu de moyens de lecture de supports tels que CD ROM ou DVD, et de moyens de mémorisation, il est possible de transmettre vers un correspondant distant, également pourvu d'un Appareil Principal (1), des données de différentes natures. Ceci permet de visualiser à plusieurs personnes, ensemble bien qu'éloignées, et en temps réel, des images de vacances, ou encore un film DVD grâce notamment la possibilité des transferts hauts débits permises par les nouvelles technologies telles que les liaisons asynchrones de type ADSL ou encore par le câble ou la fibre optique.

L'invention permet également d'échanger des messages alphanumériques, du type des messages électroniques circulant sur Internet, le clavier de saisie apparaissant à l'écran tactile (3) du Boîtier Télécommande ou, en option, étant constitué d'un vrai clavier mécanique communicant par infrarouge avec l'Appareil Principal (1) L'invention permet également d'échanger des données avec des périphériques informatiques tels qu'imprimantes, scanner, appareils photo ou caméra numériques, dans le but de pouvoir échanger avec ces périphériques des images et du texte, pour impression ou enregistrement, et ce préférentiellement par liaison, sans fil selon l'une des techniques de liaisons sans fil connues. Une autre application type de l'invention consistant en la télésurveillance dans un cadre domestique est décrit ci- après.

Dans cette application, un ou plusieurs Appareils Périphériques (19) peuvent être activés à tout moment par l'utilisateur au moyen de son Boîtier Télécommande (2). Pour ce faire l'écran tactile (3) du Boîtier Télécommande (2) affiche une icône représentant les Appareils Périphériques (19). En pressant cette icône l'écran affiche alors l'image vidéo des lieux où se trouvent les différents Appareils Périphériques (19), par exemple la chambre d'enfant, la porte d'entrée, le jardin, la cuisine, la piscine etc. En pressant sur la zone de l'écran tactile correspondant au lieu que l'on souhaite surveiller, l'image correspondante apparaît à l'écran du poste de télévision. L'utilisateur peut à loisir choisir la direction et la largeur de champ de prise de vues au moyen d'une interface conviviale en actionnant l'écran tactile (3) du Boîtier Télécommande (2).

Les prises de vues réalisées par les Boîtiers Periphériques (19) peuvent être visualisées à l'écran du poste de télévision associé à l'Appareil Principal (1) local, ou être retransmises par cet appareil via le réseau de télécommunication vers un autre Appareil Principal (1) distant pour visualisation à distance. L'utilisateur choisi à loisir, au moyen de son Boîtier Télécommande (2), de visualiser les images provenant de l'un des Boîtiers Péripheriques (19) locaux ou distants associés à Appareil Principal (1) distant connecté, ainsi que le cadrage de ces images.

Dans cas de la réalisation sophistiquée indiquée précédemment les Appareils Périphériques (19) sont pourvus de capteurs (25), ce qui permet, grâce à une électronique intégree orchestrée par le microprocesseur (22) gère une mémoire RAM/ROM (23), de déclencher automatiquement la visualisation à l'écran du poste de télévision de l'image fournie par un Appareil Périphérique (19) lors de l'apparition d'un événement caractéristique préprogrammé, tel que présence d'un intrus, le dépassement d'un seuil de bruit (par exemple dû à un cri), la détection d'incendie, etc.

Dans cas d'Appareils Périphériques (19) alimentés de manière autonome, des techniques connues permettant de récupérer, au moyen par exemple d'un panneau solaire, de stocker, et d'économiser l'énergie pourront avantageusement être mises en #uvre.

Une autre application type de l'invention consistant en la réalisation de visiophonies entre deux personnes distantes est décrite ci-après.

L'invention permet des communications entre deux interlocuteurs distants au moyen de la parole et de l'image, chacun des interlocuteurs voyant l'image de l'autre à l'écran de son poste de télévision. Ces télécommunications visio- phoniques s'effectuent de façon privilégiée via Internet afin de bénéficier de coûts marginaux. Chaque Appareil Principal (1) effectue une prise de vues vidéo de l'interlocuteur placé devant lui et transmet celle-ci vers l'Appareil Principal (1) de l'interlocuteur distant pour visualisation à l'écran du poste de télévision de ce dernier. Chaque interlocuteur peut à son gré parler à voix haute, jusqu'à quelques mètres du microphone d'ambiance (17) intégré dans son Appareil Principal (1), ou, plus confidentiellement, devant le microphone (17') de son Boîtier Télécommande (2).

L'avènement prochain sur le marché des modems et protocoles asynchrones à haut débit permettra des communications visiophoniques de meilleure qualité, c'est à dire des images vidéo plus fluides et une bande passante audio élargie, comparativement aux techniques et réseaux de télécommunications actuellement les plus répandus au niveau du marché grand public.

L'invention permet également des communications visiophoniques entre plus de deux foyers. Par exemple à l'occasion d'une fête familiale telle qu'un anniversaire ou du Jour de l'An, les membres d'une même famille dispersés sur différents lieux de la planète peuvent se retrouver ensemble , en temps réel. Chaque foyer disposant de l'invention voit à l'écran de son poste de télévision, ou de son vidéo projecteur, par exemple par incrustations vidéo, l'image des différents lieux en communication. Les prises de vues vidéo sont réalisées par l'optique (4) des Appareils Principaux (1) et les sons sont recueillis par les microphones d'ambiance (17) ces mêmes appareils ou par les microphones (17') des Boîtiers Télécommandes (2).

Dans cette application de visiophonie multipoints, l'ensemble des Appareils Principaux mis en #uvre communiquent avec un serveur (27) dédié, via tout réseau téléphonique (commuté, numérique, asynchrone ou Internet) ou via un réseau câblé. L'accès à un tel serveur ) peut être payant ou gratuit, la concurrence entre opérateurs télécommunication conduisant ces derniers à offrir services nouveaux avec une politique de fidélisation.

Par ailleurs, pour ce type application de visiophonie multipoints l'utilisation une carte à mémoire (16) à insérer dans le Boîtier Télécommande (2) est un moyen . d'assurer une fonction de clé d'accès au serveur (27), d'imposer un choix d'opérateur pour réaliser la communication, . de facturation du service d'accès au serveur (27).

Dans le cas d'une communication visiophonique multipoints, les choix de directions et de largeurs de champs des prises de vues sont effectués à priori localement, au moyen du Boîtier Télécommande (2) local, afin d'éviter les conflits qui se produiraient si les différents Boîtiers Télécommandes (2) distants demandaient simultanément des cadrages différents à un même Appareil Principal (1). Une solution éventuelle permettant d'éviter cette limitation consiste à faire effectuer les traitements nécessaires au cadrage de l'image non pas au niveau de l'Appareil Principal (1) mais au niveau du serveur (27). Dans cette solution, qui autorise tous choix de cadrages au moyen de son Boîtier Télécommande (2), les données transmises un Appareil Principal (1) vers le serveur (27) sont celles directement issues des capteurs (9).

Tout interlocuteur dans cadre d'une communication visiophonique dispose à tout moment de la faculté d'imposer un cadrage de son choix. Pour cela une touche ad hoc est prévue à l'écran tactile (3) Boîtier Télécommande (2).

Une autre application type de l'invention consistant en la réalisation d'entretiens visiophoniques à distance avec possibilité d'authentification l'interlocuteur est décrite ci-après.

L'invention permet d'éviter en grande partie les déplacements indispensables jusqu'à ce j pour régler différents problèmes administratifs ou autres, avec pour corollaire une diminution notable de la circulation, des encombrements et de la pollution dans nos cités.

En effet, l'invention permet de réaliser de manière virtuelle les rendez-vous avec les services de l'administration, par exemple fiscale, ou avec son banquier, et, de façon générale, tous rendez-vous prévoyant un entretien personnalisé, voire confidentiel.

Dans ce type d'application, en supplément de la communication de la parole et de l'image, l'invention permet d'assurer l'authentification de l'interlocuteur. A cet effet est utilisé le lecteur de cartes à puce (16) intégré dans le Boîtier Télécommande (2). L'authentification peut alors être réalisée par le biais d'une carte à puce personnelle que l'utilisateur introduit dans le lecteur de cartes à puce (16) et d'un code confidentiel composé sur un clavier virtuel apparaissant l'écran tactile du Boîtier Télécommande (2).

Si le code composé correspond à la carte l'interlocuteur distant, par exemple le banquier, est informé, par exemple au moyen d'un signal acoustique caractéristique, de la bonne authentification de son interlocuteur. Au principe d'authentification décrit ci-dessus peuvent être adjoint différentes techniques connues pour assurer un niveau de sécurisation souhaité.

En complément des techniques de sécurisations classiques d'autres techniques d'authentification peuvent être réalisées telle que le traçage de la signature manuscrite traditionnelle sur l'écran tactile (3), en combinaison ou non avec la présence d'une carte à puce (16) personnelle. La signature traditionnelle manuscrite apparaît alors à l'écran du poste de télévision ou du Boîtier Télécommande (2) de l'interlocuteur distant. L'authentification d'un l'interlocuteur par le biais de sa signature ainsi tracée peut être assurée soit directement par l'interlocuteur distant, soit par l'intermédiaire d'un tiers de confiance, selon le niveau de sécurisation souhaité.

Une autre technique d'authentification présentant un niveau de sécurité élevé consiste à associer ou intégrer dans le Boîtier Télécommande (2) un lecteur d'empreinte digitale (26). L'authentification peut alors s'effectuer selon différentes techniques, par exemple: mise en #uvre d'algorithmes inscrits dans une carte puce personnelle capable de gérer les informations saisies par le lecteur d'empreintes (26) et de décider si l'empreinte saisie correspond bien à la carte à puce personnelle, la fonction d'authentification étant dans ce cas assurée localement, . élaboration et transmission des paramètres de l'empreinte saisie, la fonction d'authentification étant dans ce cas sous la responsabilité de l'interlocuteur distant ou d'un tiers de confiance.

Ces deux techniques contributives à l'authentification indiquées ci-dessus, à savoir la reconnaissance la signature manuscrite et la reconnaissance de l'empreinte digitale, présentent l'avantage de porter sur l'authentification de la personne elle-même et non sur l'authentification de sa carte à puce.

D'autres applications permises par l'invention sont les suivantes . la télécommande universelle : le Boîtier Télécommande (2) peut également faire office de télécommande universelle, c' à dire fonctionnant avec tout type d'appareil télécommandable par infrarouge, la configuration des touches spécifiques à la télécommande d'origine s'affichant à écran tactile (3). L'ensemble des configurations possibles peut être enregistré dans le Boîtier Télécommande (2) lors de sa conception, être téléchargé via le réseau téléphonique, ou être mémorisé dans une carte à puce introduite dans le Boîtier Télécommande (2), la médiamétrie : la connexion des Appareils Principaux (1) sur un réseau téléphonique permet de déterminer les choix de chaînes effectués par les téléspectateurs, avec un échantillon beaucoup plus significatif que dans le cas des techniques actuellement mises en ceuvre.

Selon un mode de réalisation plus complexe de l'invention les systèmes optiques grand angle (4) et (20) des Appareils Principaux (1) et des Boîtiers Périphériques (19) sont assurées par des optiques à champ plus étroit couplées avec des dispositifs mécaniques assurant les fonctions d'agrandissement (zoom) et de rotation selon deux axes.

Les formes dimensions et dispositions des différents éléments, ainsi que les matières utilisées pour la fabrication, pourront varier dans la limite des équivalents, sans changer pour cela la conception générale de l'invention qui vient d'être d'écrite.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS 1 Système de visualisation interactive constitué d'appareils (1) coopérant chacun avec moins une télécommande (2), chaque appareil (1) étant connecté à un poste de télévision et à un réseau de télécommunication, caractérisé en ce que chaque appareil (1) comprend optique de prise de vues vidéo (4 grand angle pourvue d'un ensemble de lentilles optiques (8) et de capteurs matriciels (9), microprocesseur (10) et des mémoires ROM/RAM (11) permettant d'élaborer une image d'une part corrigée des distorsions inhérentes aux optiques grand angles, d'autre part correspondant au choix de cadrage de la prise de vues (direction et largeur de champ) indiqué par la télécommande (2), d' moyen de goniométrie et de télémétrie mettant en oeuvre plusieurs photodiodes réceptrices (14) configurées de maniere à permettre la détermination de la direction d'arrivée d'un signal infrarouge par calculs à partir des amplitudes des signaux reçus par les photodiodes (14), et l'estimation de distance à partir desdites amplitudes, . un microphone (17) et un haut-parleur (18), la télécommande (2) comprend écran tactile (3) permettant à l'utilisateur, par glissements ou pressions du doigt, de choisir le cadrage prises de vues vidéo, . un lecteur de cartes à puce (16) permettant le choix d'un opérateur de télécommunication, la configuration de la télécommande, sa personnalisation, l'autorisation d'accès aux fonctionnalités du système, les jeux, l'authentification de l'utilisateur, ou le paiement sécurisé, . un microphone (17') et un haut-parleur (18'), les appareils (1) communicants entre eux via tout réseau de télécommunication, chaque utilisateur pouvant choisir, au moyen de sa télécommande (2) comme indiqué ci-dessus, le cadrage de l'image vidéo visualisée sur son poste de télévision, image dont la prise de vues est effectuée par un appareil (1) distant, ledit cadrage pouvant également être réalisé automatiquement en tenant compte des mesures de goniométrie et de télémétrie effectuées par l'appareil (1) vis à vis de la télécommande (2). 2. Systeme de visualisation interactive selon la revendication 1 caractérisé en ce que . l'appareil (1) communique via le réseau téléphonique avec le serveur ) d'une société de jeux télédiffusés, des propositions de réponses sont transmises via le réseau téléphonique vers les télécommandes (2) via les appareils , pour affichage à l'écran tactile , . le téléspectateur peut indiquer ses réponses agissant sur l'écran tactile (3), ces réponses, ainsi que les données permettant d'identifier la télécommande (2) ou la carte ' puce (16) insérée dans celle-ci, sont transmises vers le serveur (24), ce qui permet au gestionnaire du serveur (24), ou au serveur lui-même de manière automatique, de diffuser par la voie de télédiffusion traditionnelle vers tous les postes de télévision l'image vidéo et la voix du téléspectateur ayant répondu par exemple correctement. 3. Système de visualisation interactive selon la revendication 1 caractérisé en ce que . un ou plusieurs appareils (1) communiquent via le réseau téléphonique avec le serveur (24) d'un studio de télévision, . le gestionnaire du serveur (24) diffuse par la voie de télédiffusion traditionnelle vers tous les postes de télévision l'image vidéo et la voix d'un ou de plusieurs téléspectateur(s) reçues via le réseau téléphonique, permettant ainsi de télédiffuser en temps réel des interviews de téléspectateurs situés à distance, ou de réaliser des jeux entre plusieurs personnes distantes. 4. Système de visualisation interactive selon la revendication 1 caractérisé en ce que . les appareils (1) de deux utilisateurs communiquent entre eux via le réseau téléphonique, l'image vidéo de chaque utilisateur est visualisée à l'écran du poste de télévision de l'autre utilisateur, . chaque utilisateur dispose de la faculté, au moyen de sa télécommande (2), d'imposer cadrage de la prise de vues le concernant, . dans le cas de cadrages non imposés, chaque utilisateur peut choisir, au moyen de sa télécommande (2), le cadrage des images vidéo concernant autre utilisateur, la voix de chaque utilisateur est captée par le microphone (17) de son appareil (1) et émise par le haut- parleur (18) de l'appareil de l'autre utilisateur, ou le haut-parleur du poste de télévision de celui-ci. 5. Système de visualisation interactive selon la revendication 4 caractérisé en ce que des moyens de lectures de supports tels que DVD CD ROM, et des moyens de mémorisation tels que disques durs ou graveurs de disques sont intégrés dans l'appareil (1) afin de pouvoir échanger avec un utilisateur distant tous types de données numériques à des fins de visualisation ou d'enregistrement. 6. Système de visualisation interactive selon la revendication 5 caractérisé en ce que l'appareil (1) est doté de moyens permettant d'échanger des données avec des périphériques informatiques tels qu'imprimantes, scanner, appareils photo ou caméras numériques. 7. Système de visualisation interactive selon la revendication 1 caractérisé en ce que un clavier alphanumérique virtuel apparaît à l'écran tactile (3) de la télécommande (2), le microprocesseur (10) et la mémoire ROM/RAM (11) de l'appareil (1) assurent les échanges de messages alphanumériques composés sur ce clavier entre utilisateurs, soit directement soit via les services traditionnels du réseau Internet. 8. Système de visualisation interactive selon la revendication 1 caractérisé en que les appareils (1) d'un groupe d'utilisateurs communiquent avec un même serveur (27) via réseau téléphonique, les images vidéo de l'ensemble des membres du groupe d'utilisateurs sont visualisées à l'écran des postes de télévision de ceux-ci, en séquence ou simultanément par partage d'écran, . chaque utilisateur dispose de la faculté, au moyen de sa télécommande (2), d'imposer un cadrage de la prise de vues le concernant, . dans les cas de cadrages non imposés, chaque utilisateur peut choisir, au moyen de sa télécommande (2), les cadrages des images vidéo concernant les autres utilisateurs, . le serveur (27) effectue les traitements nécessités par les cadrages demandés par les différents utilisateurs, . les traitements de correction des distorsions inhérents à l'optique grand angle sont réalisés au niveau de chaque appareil (1) réalisant une prise de vues vidéo, ou par le serveur (27), la voix de chaque utilisateur est captée par le microphone (17) de son appareil (1) ou (17') de sa télécommande (2) et transmise aux haut-parleurs (18) des appareils (1) des autres utilisateurs, haut-parleurs (18') des télécommandes (2) de ces autres utilisateurs, ou aux haut-parleurs des postes de télévisions ceux-ci. 9. Système de visualisation interactive selon la revendication 1 caractérisé en ce que . les appareils (1) d'un groupe d'utilisateurs communiquent avec un même serveur (27) via le réseau téléphonique, les images vidéo de l'ensemble des membres du groupe d'utilisateurs sont visualisées à l'écran postes de télévision de ceux-ci, en séquence ou simultanément par partage d'écran, chaque utilisateur, au moyen de sa télécommande (2), impose cadrage de la prise de vues le concernant, la voix de chaque utilisateur est captée par le microphone (17) de son appareil (1) ou (17') de sa télécommande (2) et transmise aux haut-parleurs (18) des appareils (1) des autres utilisateurs, ou haut-parleurs (18') télécommandes (2) de ces autres utilisateurs, ou aux haut parleurs des postes de télévisions de ceux-ci. 10. Système de visualisation interactive selon la revendication 4 caractérisé en ce qu'une authentification d'au moins l'un des utilisateurs est réalisée au moyen d'une carte à puce (16) personnelle intégrée dans la télécommande (2) et d'un code confidentiel saisi sur un clavier virtuel apparaissant à l'écran tactile de la télécommande (2), ou d'un traçage de la signature manuscrite traditionnelle sur l'ecran tactile (3), ce qui permet de réaliser des entretiens visiophoniques à distance avec authentification de l'interlocuteur. 11. Système de visualisation interactive selon la revendication 4 caractérisé en ce que une authentification d'au moins l'un des utilisateurs est réalisée au moyen d'un capteur empreinte digitale (28) intégré sur la télecommande (2), l'extraction des paramètres caractéristiques de l'empreinte pouvant être effectuée au moyen d'un algorithme mémorisé dans la carte à puce (lé), l'authentification étant assurée soit localement par la vérification d'une concordance entre ces paramètres caractéristiques de l'empreinte et une carte ' puce (16) personnelle intégrée dans la télécommande (2), . soit par l'interlocuteur distant, à partir d' analyse de paramètres caractéristiques de l'empreinte ou à partir des signaux fournis par les capteurs (28), ce qui permet de réaliser des entretiens visiophoniques à distance avec authentification de l'interlocuteur. 12. Système de visualisation interactive selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'au moins appareil (19) coopère avec l'appareil (1), ledit appareil (19) comprenant une optique de prise de vues vidéo (20) grand angle pourvue d'un ensemble de lentilles optiques et capteurs matriciels (9'), un microprocesseur (22) et des mémoires ROM/RAM (23) permettant d'acquérir l'image grand angle de les transmettre à un appareil (1), . des moyens de communication (21) bidirectionnelle avec un appareil (1) par voie radioélectrique, permettant à un utilisateur de visualiser à l'écran de son poste de télévision connecté à son appareil (1) l'image vidéo issue de l'optique de prise de vues vidéo (20), de choisir le cadrage de l'image par action sur l'écran tactile (3) de la télécommande (2), les traitements nécessités par la correction des distorsions et par le cadrage étant effectués par l'appareil (1). 13. Système de visualisation interactive selon la revendication 12 caractérisé en ce que les prises de vues réalisées par les appareils (19) peuvent être visualisées à l'écran du poste de télévision associe à l'appareil (1) local, ou être retransmises par cet appareil (1) via le réseau de télécommunication vers un autre appareil (1) distant pour visualisation à distance. 14. Système de visualisation interactive selon la revendication 12 caractérisé en ce que l'appareil (19) est doté de capteurs (25), tels que détecteurs d'incendie ou de mouvements, ce qui permet de déclencher automatiquement la visualisation de l'image vidéo fournie par l'appareil (19) à l'écran du poste de télévision lors l'apparition d'un événement. 15. Système de visualisation interactive selon la revendication 1 caractérisé en ce que télécommande (2) intègre un microphone (17'), un haut parleur (18'), des moyens de communication radiofréquence avec l'appareil (1), un clavier téléphonique virtuel apparaissant à l'écran tactile (3), permettant d'utiliser la télécommande (2) comme téléphone sans fil, une prise adaptée(31) permet de connecter un casque intégrant un écouteur et un microphone, permettant une communication avec une grande liberté de mouvement. 16. Système de visualisation interactive selon la revendication 1 caractérisé en ce que la télécommande (2) intègre un haut-parleur (18') et des moyens de communication sans fil avec l'appareil (1) permettant émission du son du poste de télévision sur ledit haut-parleur (18'). 17. Système de visualisation interactive selon la revendication 1 caractérisé en ce que capteurs matriciels (9) de l'optique de prise de vues vidéo (4) grand angle sont constitués d'un ensemble de capteurs élémentaires répartis sur une surface de forme cylindrique ou en forme de calotte sphérique convexe. 18. Système de visualisation interactive selon la revendication 1 caractérisé en que l'appareil (1) comprend des moyens de lecture et d'enregistrement de supports de données, telles que disque dur, CD ROM, DVD ou CD audio. 19. Système de visualisation interactive selon la revendication 1 caractérisé en ce que la télécommande (2) présente une interface de commande consistant en ce que un glissement sur l'écran tactile (3) du doigt de l'utilisateur vers la droite induit un déplacement du cadrage de l'image visualisée vers la droite, et identiquement pour les autres directions, . une pression prolongée du doigt sur l'écran tactile (3) induit un rapprochement (zoom avant), ou un éloignement (zoom arrière) si cette pression est précédée de deux brèves pressions. 20. Système de visualisation interactive selon la revendication 1 caractérisé en ce que les photodiodes ont des diagrammes de détection dont les axes ne sont pas parallèles entre eux et sont tels que toute direction d'arrivée d'un signal infrarouge induit une detection par au moins deux desdites photodiodes, ce qui permet à l'appareil (1) de déterminer cette direction par calculs à partir des amplitudes des signaux reçus par les photodiodes concernées, et de déterminer la distance par calcul à partir de cette direction et de l'amplitude des signaux reçus par au moins l'une des photodiodes concernées. 21. Système de visualisation interactive selon la revendication 1 caractérisé en ce que les photodiodes sont disposées de manière à constituer un ensemble de diagrammes de réceptions adjacents, chaque diagramme ayant une ouverture relativement étroite et l'ensemble des diagrammes couvrant la totalité du large champ, la direction d'arrivée d'un signal infrarouge étant déterminée directement par l'identification de la photodiode recevant le signal de niveau le plus élevé, le tout pouvant être réalisé au moyen d'un masque mécanique (15) placé devant la fenêtre (5) de photodiodes. 22. Système de visualisation interactive selon la revendication 20 ou 21 caractérisé en ce que la fonction de goniométrie est assurée également en l'absence d'émission de la part de la télécommande (2), le signal infrarouge faisant l'objet de ladite goniométrie étant émis depuis l'appareil (1) et réfléchi par un dispositif catadioptre (30) fixé sur la télécommande (2).