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Patent Searching and Data


Title:
DEVICE FOR CONTROLLING THE STREAMING OF AT LEAST ONE ENVIRONMENTAL DATA SEQUENCE, AND CORRESPONDING METHOD AND COMPUTER SOFTWARE PRODUCT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2010/060960
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to a device for controlling the streaming of at least one environmental data sequence, in particular audio and video ones, on a terminal for restoring said environmental data. According to the invention, the device includes: measuring means outputting at least one movement signal representative of the movements of a user; means for analysing said movement signal and outputting a piece of information representative of a frequency of the movement of said user; and means for adapting the restoration rate of said environmental data via said restoration terminal, based on said information representative of a frequency.

Inventors:
LAVASTRE OLIVIER (FR)
THIEVIN JONATHAN (FR)
Application Number:
PCT/EP2009/065914
Publication Date:
June 03, 2010
Filing Date:
November 26, 2009
Export Citation:
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Assignee:
UNIV RENNES (FR)
CENTRE NAT RECH SCIENT (FR)
LAVASTRE OLIVIER (FR)
THIEVIN JONATHAN (FR)
Foreign References:
EP1533784A22005-05-25
US20070079691A12007-04-12
US6428449B12002-08-06
US5524637A1996-06-11
US20070113726A12007-05-24
US6700499B22004-03-02
Attorney, Agent or Firm:
BIORET, Ludovic (FR)
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Claims:
REVENDICATIONS

1. Dispositif de commande du défilement d'au moins une séquence de données d'environnement, notamment audio et vidéo, sur un terminal de restitution desdites données d'environnement, caractérisé en ce qu'il comprend :

- des moyens de mesure délivrant au moins un signal de mouvement, représentatif de mouvements d'un utilisateur ;

- des moyens d'analyse dudit signal de mouvement, délivrant une information représentative d'une fréquence de mouvement dudit utilisateur ; et - des moyens d'adaptation de la vitesse de restitution desdites données d' environnement via ledit terminal de restitution, en fonction de ladite information représentative d'une fréquence.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite information représentative d'une fréquence est déterminée par détection de franchissement d'au moins un seuil prédéterminé par ledit signal de mouvement.

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il met en œuvre un seuil haut et un seuil bas.

4. Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce ce que ledit au moins un seuil est paramétré en fonction du type de mouvements d'un utilisateur. 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite information représentative d'une fréquence est déterminée en fonction du nombre d'extremum dudit signal pendant un laps de temps prédéterminé.

6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits moyens d'adaptation font varier la vitesse de restitution par paliers ou proportionnellement à ladite fréquence.

7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite séquence de données d'environnement comprend une séquence d'images filmées à partir d'une caméra en mouvement.

8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de mesure comprennent au moins un capteur de type accéléromètre ou gyroscope.

9. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une interface de saisie permettant un choix d'une séquence et/ou d'un programme de plusieurs séquences de données d' environnement. 10. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de mesure sont portés par l'utilisateur.

11. Procédé de commande du défilement d'au moins une séquence de données d'environnement, notamment audio et vidéo, sur un terminal de restitution desdites données d'environnement caractérisé en ce qu'il comprend : - une étape de mesure délivrant un signal de mouvement, représentatif de mouvements d'un utilisateur ;

- une étape d'analyse dudit signal de mouvement, délivrant une information représentative d'une fréquence de mouvement dudit utilisateur ; et

- une étape d'adaptation de la vitesse de restitution desdites données d'environnement via ledit terminal de restitution, en fonction de ladite information représentative d'une fréquence.

12. Produit programme d'ordinateur téléchargeable depuis un réseau de communication et/ou stocké sur un support lisible par ordinateur et/ou exécutable par un microprocesseur, pouvant être mis en œuvre par le procédé selon la revendication 11.

Description:
Dispositif de commande du défilement d'au moins une séquence de données d'environnement, procédé et produit programme d'ordinateur correspondants.

1. Domaine de l'invention Le domaine de l'invention est celui des dispositifs de simulation d'un environnement, notamment pour la pratique d'une activité physique ou ludique.

Plus précisément, l'invention concerne les dispositifs permettant la synchronisation du défilement, ou de la restitution, de données d'environnement, notamment multimédia, audio et/ou vidéo, aux mouvements d'un sujet vivant. L'invention s'applique notamment aux domaines du maintien à domicile, du sport et des jeux vidéo.

2. Art antérieur

Par données d'environnement, on entend dans tout ce qui suit des données numériques comprenant une ou plusieurs composantes qui peuvent être de nature sonore (audio), visuelle (texte, image, vidéo, etc.), haptique, olfactive ou gustative.

Lors de la pratique d'une activité physique par un individu, qu'il s'agisse d'un exercice ludique, d'entretien physique, d'entraînement ou de rééducation (dans une salle de sport, à domicile ou dans un centre de rééducation), il peut être intéressant de stimuler ou de maintenir la motivation de la personne.

Il est connu d'associer à un appareil d'exercice physique (bicyclette, tapis, rameur, steppeur, etc.) un écran projetant des images, ce contenu étant un parcours en forêt ou en campagne ou une séquence d'exercices à réaliser. Dans ce cas, il n'y a pas d'interaction directe entre le ou les mouvements générés par la personne lors de son activité physique et le défilement du contenu multimédia.

Il est également connu des dispositifs qui permettent d'associer la vitesse de défilement d'une séquence vidéo à l'intensité de l'activité physique.

Cette séquence vidéo peut être composée d'images de synthèse ou être issue de l'image obtenue par une caméra en mouvement (par exemple : séquence vidéo issue d'une caméra ayant filmé en continu la montée de l'Alpe d'Huez. Ainsi, dès qu'une personne utilisant un vélo d'appartement, par exemple, pédale, la vidéo défile proportionnellement à la vitesse de pédalage. Si elle ralentit ou s'arrête, la vidéo ralentit ou s'arrête. La personne peut donc faire défiler la vidéo, et donc sa progression dans la montée de l'Alpe d'Huez, en fonction de l'intensité de son activité physique). Pour permettre l'asservissement d'une vidéo issue d'une caméra en mouvement continu, les dispositifs actuels sont basés sur des équipements modifiés (vélo d'appartement, rouleau d'un tapis de marche ou de course).

Ceci impose l'utilisation d'équipements très spécifiques, et/ou des modifications importantes des appareils d'exercice physique existants, ainsi que l'obligation de disposer d'autant d'équipements différents que de mouvements différents (pédalage, marche, course, rameur,...). Ces inconvénients restreignent la généralisation de l'asservissement du défilement d'une vidéo en lien direct avec des mouvements d'une personne. 3. Objectifs de l'invention L'invention a notamment pour objectif de pallier ces inconvénients de l'art antérieur.

Plus précisément, un objectif de l'invention est de fournir un dispositif permettant la synchronisation du défilement de données d'environnement, notamment audio et vidéo, aux mouvements d'un sujet vivant en temps réel, ou à tout le moins quasiment en temps réel.

Un objectif supplémentaire de l'invention est de fournir un dispositif permettant la synchronisation du défilement de données d'environnement, notamment audio et vidéo, pour une large variété de mouvements d'un sujet vivant. Un autre objectif de l'invention est de fournir un tel dispositif qui permette d'utiliser des appareils d'exercice physique existants (vélo appartement, tapis de course, rameur,..) sans modification, ou bien de ne pas utiliser d'appareils d'exercice physique.

Un autre objectif de l'invention est, selon au moins un mode de réalisation, de simuler la pratique d'une activité physique ou ludique dans un environnement donné de manière réaliste. Un objectif supplémentaire de l'invention est, selon au moins un mode de réalisation, de permettre la pratique d'une activité physique adaptée aux capacités physiques d'un utilisateur.

Encore un autre objectif de l'invention est de fournir un dispositif qui soit simple et peu coûteux à mettre en œuvre.

4. Résumé de l'invention

Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront plus clairement par la suite, sont atteints à l'aide d'un dispositif de commande du défilement d'au moins une séquence de données d'environnement, notamment audio et vidéo, sur un terminal de restitution desdites données d'environnement.

Selon l'invention, un tel dispositif comprend :

- des moyens de mesure délivrant au moins un signal de mouvement, représentatif de mouvements d'un utilisateur ;

- des moyens d'analyse dudit signal de mouvement, délivrant une information représentative d'une fréquence de mouvement dudit utilisateur ; et

- des moyens d'adaptation de la vitesse de restitution desdites données d'environnement via ledit terminal de restitution, en fonction de ladite information représentative d'une fréquence.

Le dispositif de l'invention détecte et quantifie les mouvements d'un individu pour asservir une projection d'une séquence de données d'environnement, en particulier une séquence d'images ou une vidéo issue d'une caméra en mouvement.

En d'autres termes, le dispositif de l'invention permet de faire varier la vitesse de défilement ou de restitution d 'une séquence de données d'environnement à partir de la mesure du mouvement de l'individu.

Pour ce faire, le dispositif de l'invention met en œuvre au moins un capteur qui permet de détecter et de quantifier un mouvement d'un utilisateur afin d'obtenir un signal électrique en fonction du temps pour chaque type de mouvement. Le signal est analysé afin de déterminer une valeur de vitesse d'exécution de l'activité physique, cette valeur étant utilisée pour commander la vitesse de défilement de la séquence de données d'environnement sur un écran d'affichage.

L'activité physique peut être effectuée en relation avec un appareil d'exercice physique (bicyclette, tapis, rameur, steppeur, etc.) ou sans appareil.

La mise en œuvre de l'invention ne nécessite donc pas d'utiliser un appareillage spécifique autre que le capteur de mouvement ou de modifier le mécanisme d'un appareil d'exercice existant. Une telle solution est simple et peu coûteuse à mettre en œuvre.

L'analyse continue du signal issu du capteur de mouvement permet de réguler en temps réel, ou quasiment en temps réel, la séquence de données d'environnement qui défile sur un écran face à l'utilisateur.

Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, ladite information représentative d'une fréquence est déterminée par détection de franchissement d'au moins un seuil prédéterminé par ledit signal de mouvement.

Dans un mode de réalisation avantageux, le dispositif met en œuvre un seuil haut et un seuil bas.

Avantageusement, ledit au moins un seuil est paramétré en fonction du type de mouvements d'un utilisateur.

Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, ladite information représentative d'une fréquence est déterminé en fonction du nombre d'extremum dudit signal pendant un laps de temps prédéterminé, un extremum correspondant à deux franchissements successifs dans des sens différents d'un desdits seuils.

Un traitement du signal issu du capteur de mouvement permet d'obtenir des indicateurs caractéristiques du mouvement tels que l'intensité minimum et maximum, le changement ou l'inversion de pente, la rupture de pente (exemples non-exhaustifs).

Un tel traitement du signal est mis en œuvre en utilisant des seuils haut et bas.

De ces indicateurs sont dérivées/déduites des informations comme l'intensité relative et/ou la périodicité du mouvement sans avoir recours à une analyse complète et complexe des signaux initiaux caractérisant le mouvement.

On relie ensuite ces informations à la vitesse de défilement d'une séquence multimédia, telle une vidéo issue d'une caméra en mouvement. En d'autres termes, ces informations permettent de moduler la vitesse de défilement de la vidéo. Ainsi, lorsque ces informations issues du capteur indiquent l'arrêt du ou des mouvements de l'utilisateur, le défilement de la vidéo est arrêté. Lorsque ces informations indiquent la reprise du ou des mouvements, le défilement de la vidéo reprend. Enfin, lorsque ces informations indiquent une accélération ou une diminution du ou des mouvements, le défilement de la vidéo est accéléré ou décéléré respectivement. Il est à noter que l'accélération ou la diminution des mouvements peut être due à une modification de périodicité. Dans un mode particulier de mise en œuvre de l'invention, les moyens d'adaptation font varier la vitesse de restitution par paliers (incréments positifs ou négatifs) ou proportionnellement à la fréquence.

L'influence sur le défilement de la vidéo peut donc se faire par paliers (incréments positifs ou négatifs) ou proportionnellement (x2, x3 ou ^2, ^1,5...). La vitesse de base du défilement de la vidéo peut être fixée (vitesse standard, accélérée ou ralentie) et sera ensuite modulée par les informations issues des signaux caractérisant le mouvement tels que mesurés par le capteur de mouvement. Le lien entre ces informations et le défilement de la vidéo, peut se faire :

- soit par des logiciels de lecture multimédia propriétaires tels que Windows Media Player ou VLC Media Player (marques déposées), de tels logiciels disposant de fonctions d'accélération, de mise en pause ou d'arrêt des vidéos ;

- soit par un programme ou algorithme intégrant l'acquisition des indicateurs caractéristiques, la déduction des informations importantes à partir des indicateurs et le lien (connexion) direct avec le logiciel de lecture multimédia.

Avantageusement, la séquence de données d'environnement comprend une séquence d'images filmées.

Une telle vidéo peut avoir été filmée par une caméra en mouvement continu afin de rendre encore plus réaliste la simulation de l'activité physique ou ludique. Les vidéos résultant d'une caméra en mouvement filmant une scène réelle

(hors jeux vidéos et images virtuelles donc) impliquent un choix quant au champ de vision de la caméra. Ce champ de vision est défini par le choix de l'objectif de la caméra, tel un objectif 50 mm (proche de la vue œil humain), un grand angle (pour vision large ou panoramique), un zoom ou ultra-zoom (pour plans rapprochés ou de scènes miniatures). Afin de pouvoir filmer en maintenant la caméra en mouvement continu, cette caméra pourra être déplacée par une personne se déplaçant à pied, à vélo ou dans tout autre véhicule, ou être fixée sur tout système assurant son déplacement sur terre, eau et air (vélo, voiture, bateau, montgolfière, deltaplane et dispositif équivalent, objets télécommandés, téléphériques ou tout dispositif à câbles rigides ou souples. II convient, dans ce cadre, d'adapter la vitesse de déplacement de la caméra et d'acquisition des images à l'affichage vidéo envisagé afin d'éviter les problèmes de saccades d'images et d'offrir ainsi un affichage de qualité.

Dans un autre mode de réalisation particulier de l'invention, les moyens de mesure comprennent un moins un capteur de type accéléromètre ou gyroscope permettant de définir les mouvements de l'utilisateur selon 1, 2 ou 3 axes de mouvement.

Le capteur de mouvement peut être par exemple un capteur de type MEMS (« microelectromechanical Systems » en anglais, « micro-systèmes électromécaniques » en français), tel qu'un gyroscope ou un accéléromètre. Un avantage de ce type de capteurs réside dans leur format compact et leur faible consommation d'énergie. L'utilisation d'accéléromètres, notamment, est largement diffusée et a montré son efficacité dans le domaine des jeux vidéos (Wii (marque déposée) par exemple) pour influencer un jeu vidéo en reliant un mouvement donné à une action spécifique dans le jeu vidéo (composé d'images virtuelles).

Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le dispositif comprend en outre une interface de saisie permettant le choix d'une séquence et/ou d'un programme de plusieurs séquences de données d'environnement.

L'utilisateur peut donc choisir une séquence vidéo particulière ou même une partie d'une séquence par le biais d'une interface de commande située sur l'écran d'affichage par exemple ou sur l'appareil d'exercice physique. De façon avantageuse, les moyens de mesure sont portés par l'utilisateur, par exemple au niveau du poignet. Dans une alternative, les moyens de mesure sont fixés le temps de l'exercice sur tout type d'appareil d'exercice, comme par exemple sur les rames d'un rameur fixe ou sur les pédales d'un vélo fixe (sans modification permanente de l'appareil d'exercice (emploi de bandes velcro (marque déposée), clips de fixation rapide, ...).

L'invention concerne également un procédé commande du défilement d'au moins une séquence de données d'environnement, notamment audio et vidéo, sur un terminal de restitution desdites données d'environnement. Un tel procédé comprend :

- une étape de mesure délivrant un signal de mouvement, représentatif de mouvements d'un utilisateur ;

- une étape d'analyse dudit signal de mouvement, délivrant une information représentative d'une fréquence de mouvement dudit utilisateur ; et - une étape d'adaptation de la vitesse de restitution desdites données d'environnement via ledit terminal de restitution, en fonction de ladite information représentative d'une fréquence.

L'invention concerne également un produit programme d'ordinateur téléchargeable depuis un réseau de communication et/ou stocké sur un support lisible par ordinateur et/ou exécutable par un microprocesseur, pouvant être mis en œuvre par le procédé décrit ci-dessus. 5. Liste des figures

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préférentiel de l'invention, donné à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés, parmi lesquels :

- la figure 1 est une représentation schématique d'un exemple de dispositif selon l'invention ;

- la figure 2 présente les étapes principales de l'algorithme de l'invention, selon un mode de réalisation, permettant l'adaptation de la vitesse de défilement d'une séquence vidéo en fonction du mouvement d'un individu ; - la figure 3 illustre un exemple de courbe délivrée par un accéléromètre en fonction du temps ;

- la figure 4 illustre une courbe de fréquence du mouvement en fonction du temps dérivée de la courbe de la figure 3 ; - la figure 5 illustre un exemple de corrélation entre la fréquence du mouvement et la sensation de vitesse ressentie par la personne qui effectue le mouvement ;

- la figure 6 illustre une courbe de sensations de vitesse en fonction du temps dérivée de la courbe de la figure 4 et obtenue à l'aide de la corrélation illustrée dans la figure 5 ;

- la figure 7 illustre une interface d'un logiciel de conception graphique de systèmes permettant de visualiser le signal issu d'un accéléromètre et la vitesse de défilement d'une vidéo.

6. Description d'un mode de réalisation de l'invention 6.1 Principe général

Le dispositif de l'invention met en œuvre au moins un capteur de mouvement, tel qu'un accéléromètre, porté par un individu par exemple, qui permet de détecter et de quantifier les mouvements de l'individu selon 1, 2 ou 3 axes, et d'asservir des restitutions d'informations d'environnement, et par exemple des projections de séquences multimédia (images, vidéo, etc) en fonction de la fréquence du mouvement de l'individu.

Pour ce faire, l'invention met en œuvre un traitement des signaux issus du capteur de mouvement qui permet de déduire des informations représentatives de ces mouvements, telles que la périodicité (ou la fréquence) des mouvements. Ces informations sont ensuite reliées à la vitesse de défilement d'une séquence multimédia pour la moduler en fonction des mouvements de l'individu.

Le dispositif de l'invention est ainsi destiné à créer un environnement amélioré, par exemple ludique ou distrayant, pour la pratique d'activités physiques, la vitesse de défilement de la vidéo étant déterminée en temps réel, ou à tout le moins quasiment en temps réel, à partir des mouvements de l'utilisateur. 6.2 Description d'un mode de réalisation On présente, en relation avec la figure 1, un exemple de dispositif selon l'invention. Dans cet exemple, le dispositif comprend des moyens de traitement sous la forme d'un ordinateur 2 (ou autre support informatique) relié à un dispositif d'affichage de données d'environnement, sous la forme d'un écran de visualisation 6 et à une base de données 8.

Le dispositif de l'invention comprend en outre des moyens de détection (ou capteur de mouvement) 10 du rythme de mouvement d'un utilisateur 4, par exemple sous la forme d'un accéléromètre qui peut être placé sur certaines parties du corps de l'utilisateur 4 (au niveau de la cheville ou du poignet par exemple), en l'occurrence la personne exécutant les mouvements. Ces moyens de détection 10 sont reliés à l'ordinateur 2.

De manière classique, le capteur de mouvement 10 détecte et quantifie les mouvements de l'utilisateur selon 1, 2 ou 3 axes.

Les signaux de mesure de l'accélération dans au moins une des trois dimensions de l'espace issus du capteur de mouvement 10 sont analysés par l'ordinateur 2 qui synchronise, en temps réel, une séquence multimédia projetée sur l'écran de visualisation 6 au rythme détecté par le capteur de mouvement 10.

La séquence multimédia peut être une séquence vidéo réalisée en images de synthèse ou préalablement filmée par une caméra mobile. Les séquences filmées ou de synthèse sont stockées dans la base de données 8 localisée sur l'ordinateur 2 et/ou sur un serveur (non illustré) accessible par un réseau tel qu'Internet.

Ces séquences, ou une partie de ces séquences, peuvent être sélectionnées par l'utilisateur par une commande (tactile, bouton de sélection, etc) située par exemple sur le boitier de l'ordinateur 2 ou sur l'écran de visualisation 6. Le capteur de mouvement 10 peut communiquer par une liaison filaire ou sans fil, de type Bluetooth (marque déposée) par exemple, avec l'ordinateur 2. L'ordinateur 2 peut communiquer par une liaison filaire ou sans fil avec l'écran de visualisation 6.

Sur la figure 1 est représentée la structure simplifiée de l'ordinateur 2, mettant en œuvre le procédé de commande du défilement d'au moins une séquence de données multimédia de l'invention. L'ordinateur comprend une mémoire 20 constituée d'une mémoire tampon, une unité de traitement 21 équipée par exemple d'un microprocesseur mP, et pilotée par le programme d'ordinateur 22 mettant en œuvre le procédé d'analyse du signal issu du capteur de mouvement 10 selon l'invention. A l'initialisation, les instructions de code du programme d'ordinateur 22 sont par exemple chargées dans une mémoire RAM avant d'être exécutées par le processeur de l'unité de traitement 21. L'unité de traitement 21 reçoit en entrée le signal mesuré par le capteur de mouvement 10. Le microprocesseur de l'unité de traitement 21 met en œuvre les étapes du procédé de traitement du signal selon les instructions du programme d'ordinateur 22, pour commander la vitesse de défilement de la vidéo projetée. Pour cela, l'ordinateur comprend, outre la mémoire tampon 20, des moyens d'analyse du signal issu du capteur de mouvement 10 délivrant une information représentative de la fréquence de mouvement de l'utilisateur et des moyens d'adaptation de la vitesse de défilement de la vidéo en fonction de la fréquence de mouvement.

La figure 2 présente les étapes principales de l'algorithme permettant l'adaptation de la vitesse de défilement de la séquence vidéo projetée sur l'écran de visualisation 6 en fonction du mouvement de l'utilisateur détecté par le capteur de mouvement 10, selon un mode de réalisation adapté à la pratique de plusieurs activités (marche, course, vélo, rameur, sautillement, par exemple).

Lors d'une étape 100 d'initialisation, on détermine la valeur F qui représente la fréquence d'échantillonnage du dispositif détectant le mouvement, à savoir le capteur de mouvement (un accéléromètre par exemple) 10 dans cet exemple. F est par exemple égal à 15 ms. Cette détermination peut être faite une fois pour toute, ou adaptée en fonction des besoins.

Pour chaque type de mouvement (marche, course, vélo, rameur, sautillement, etc), on définit en outre un seuil minimum et un seuil maximum du signal issu du capteur de mouvement 10. Ces seuils sont définis comme V seuil haut « type de mouvement » et V seuil bas « type de mouvement ». Ces seuils sont paramétrés en fonction de l'activité physique, et donc du type de mouvement, lors de la mise au point du dispositif. On observe par exemple l'intensité minimale et maximale de la courbe issue du capteur de mouvement et/ou l'allure de la courbe, puis on place les seuils pour être sur de détecter au mieux les extremum du signal issu du capteur de mouvement. En d'autres termes, le choix des seuils est directement lié à la nature du mouvement à étudier. On définit, par ailleurs, une période de temps T, d'une durée de 1 seconde par exemple, pour calculer en temps réel la fréquence du mouvement. Il est à noter que cette période T ne correspond pas, de préférence, à la durée complète de la séance d'exercice physique.

On définit N comme étant le nombre de mesures de vitesse de mouvement, N étant égal à T/F et supérieur à 100 par exemple.

N peut être choisi en fonction du degré de précision souhaitée. Ainsi, on choisira une valeur de N élevée pour obtenir une précision de mesure élevée et une valeur de N faible pour une précision moindre. Dans le cas présent, on fixe

N=150. On définit tO comme étant le temps d'initialisation de la séquence T de mesure (par exemple tO=O) et HO comme étant le temps d'initialisation de la séance d'exercice (par exemple HO=O).

Au début de la séance d'exercice, H=HO, j=l (j représentant le nombre de séquences de mesure), t=tθ et i=0. L'étape 200 consiste à relever N mesures ou données de vitesse (N= 150) à l'aide de l' accéléra mètre 10 et à les mémoriser dans l'ordinateur 2.

Plus précisément, au temps I 1 =tθ + i*F (étape 210), on procède à la mesure

(étape 220) de la valeur mesurée par le capteur de mouvement notée V^t 1 ) et l'on mémorise le couple (V(I 1 ), I 1 ) à l'étape 221, puis on réitère la mesure à l'étape 240 (i=i+l) jusqu'à ce que l'on ait atteint le nombre N de mesures i=N=150 (étape

230).

Les N (N égal à 150) mesures ou données de vitesse ayant été accumulées dans une mémoire de l'ordinateur 2, on procède ensuite (étape 300) à l'analyse de ces mesures et plus précisément des couples (V(I 1 ), I 1 ) afin de déterminer le nombre d'extremum du signal sur la tranche de temps T et, par conséquent, la fréquence du mouvement de l'utilisateur en Hertz sur cette tranche de temps T. La figure 3 est un exemple de courbe de l'accélération (exprimée en m. s "2 ) suivant un des trois axes (celui le plus sensible à un mouvement donné) délivrée par l'accéléromètre 10 en fonction du temps (dans ce cas, sur la tranche de temps 175s à 180s, ce qui représente une tranche de temps T lorsque T est égal à 5 s). Une difficulté de l'analyse de ces mesures réside dans le fait que le signal issu de capteurs de mouvements, et en particulier d'un accéléromètre, est fortement bruité, du fait des mouvements parasites du porteur, et rend donc la détermination du nombre d'extremum difficile en particulier lorsque plusieurs pointes se succèdent. Un système d'analyse classique du signal considérerait que chaque « pointe » du signal doit être prise en compte, ce qui fausserait bien évidemment la mesure, et provoquerait un défilement des images ne correspondant pas au rythme réel des mouvements de l'utilisateur relatifs à l'activité.

Comme mentionné précédemment, on définit deux seuils haut et bas, à savoir Sh (niveau +3 m. s "2 , l'ordonnée représentant l'accélération dans un axe donné) et Sb (niveau -3 m. s "2 ) représentés sur la figure 3, ainsi qu'éventuellement des indicateurs de type inversion de pente (I 1 , I 2 ). Comme précisé ci-après, on obtient une détermination simple et efficace de la fréquence.

A l'étape 310, i et le nombre d'extremum NE sont égal à 0. On lit, à l'étape 311, les couples (V(I 1 ), I 1 ) mémorisés auparavant et on effectue les étapes 320 à 350.

A l'étape 320, on détermine si A=I (A étant une variable d'algorithme pouvant prendre deux valeurs 1 et -1).

Si A est égale à 1 (sortie oui de l'étape 320), on détermine si V(I 1 ) est inférieure à V seuil bas Sb à l'étape 330. Si oui, le nombre d'extremum NE est incrémenté de 1 (NE=NE+1) à l'étape 331. Si non, on détermine à l'étape 340 si i=N.

Si A n'est pas égale à 1 (sortie non de l'étape 320), on détermine si V(I 1 ) est supérieure à V seuil haut Sh à l'étape 321. Si oui, le nombre d'extremum NE est incrémenté de 1 (NE=NE+1) à l'étape 322. Si non, on détermine à l'étape 340 si i=N. Ainsi, dès lors que le signal de la figure 3 a traversé une fois un seuil (c'est- à-dire que V(U) devient supérieure à V seuil haut Sh (sortie oui de l'étape 321) ou inférieure à V seuil bas Sb (sortie oui de l'étape 330), et le retraverse ensuite dans l'autre sens (c'est-à-dire que V^t 1 ) devient inférieure à V seuil haut Sh ou supérieure à V seuil bas Sb) le nombre d'extremum NE est incrémenté de 1 (NE=NE+1) à l'étape 322 ou 331. L'utilisation de deux seuils définissant deux niveaux permet de déterminer si la courbe est ascendante ou descendante, et s'il s'agit donc d'un pic haut ou d'un pic bas.

Dans une alternative, on pourra utiliser deux seuils positifs (niveaux +3 m. s " 2 et +1 m.s "2 par exemple) ou négatifs (niveaux -3 m.s "2 et -1 m.s "2 par exemple).

Lorsque que i n'est pas égal à N (étape 340), on incrémenté i=i+l (étape 350).

Lorsque i=N (étape 340), on peut alors calculer (étape 360), quasiment en temps réel, la fréquence Fm du mouvement en Hz à partir du nombre d'extremum NE comptabilisé dans la phase T, selon la formule Fm=(NE *60000)/T.

Puis on détermine Hj (temps total de la séance) qui est égal à HO + (j *T) à l'étape 370 (j étant le nombre de successions de la phase T) et on mémorise alors le couple (Fm(Hj) ; Hj) à l'étape 371.

La figure 4 illustre un exemple de courbe représentant la fréquence de mouvement (périodicité des pics détectée par les indicateurs, inversion de pente) en fonction du temps (entre la période allant de 100 à 240 s soit 28 tranches de temps T lorsque T est égal à 5s). On distingue quatre plateaux situés entre 100 et

120s, 140 et 160s, 160 et 180s, 180 et 200s dans l'intervalle de temps allant de

100 et 200 s autour de la fréquence 1.2 Hz, 2 Hz, 3.2 Hz et 2.1 Hz respectivement. La figure 5 illustre un exemple de corrélation entre la fréquence de mouvement mesurée par les indicateurs et la sensation de vitesse ressentie par la personne qui fait le mouvement. En d'autres termes, on utilise un algorithme pour relier la fréquence de mouvement et la vitesse ressentie, puis pour relier cette vitesse ressentie au défilement de la vidéo. Ainsi, à chaque type de mouvement (rameur, vélo, marche, course...) correspond une table de corrélation. Une fourchette de fréquence (ex : 1.8 +/- 0.4) peut être associée à une valeur fixe de sensation de vitesse (Ex : 2). Une corrélation plus proportionnelle peut aussi être établie.

A l'étape 400, on utilise une relation entre le nombre p de paliers P, la sensation/ressenti de vitesse et la fréquence de mouvement Fm. Ainsi : PO = pas ou faible mouvement, Fm max= Fm palier 1

Pl sensation de vitesse supérieure à PO, Fm max= Fm palier 2,

P2 sensation de vitesse supérieure à Pl, Fm max= Fm palier 3,

Pp-I étant le palier procurant une sensation de vitesse supérieure à Pp-2 avec Fm max=Fm palier Pp Pp étant le palier max procurant une sensation de vitesse supérieure à Pp-I .

La relation entre le domaine de fréquence Fm et la vitesse de défilement D de la vidéo peut se résumer ainsi :

Si 0<Fm<Fm palier 1 alors D=O ;

Si Fm palier 1 <Fm<Fm palier 2 alors D=I ; Si Fm palier 2 <Fm<Fm palier 3 alors D=2 ;

Si Fm palier P p _i <Fm<Fm palier P p alors D=P p _i ;

Un nombre p réduit de paliers P autorise un asservissement de type arrêt, lent et rapide. Il est ainsi possible de définir trois paliers correspondant à une sensation de vitesse égale à 0, normale et rapide respectivement. Un tel choix risque toutefois d'engendrer des saccades dans le ressenti ou le défilement de la vidéo.

Un nombre p élevé de paliers P permet un asservissement de la vidéo sans saccades et proportionnel à la sensation de vitesse ressentie et à la fréquence Fm mesurée. Le nombre p de paliers P peut être modulé en fonction de la nature de la vidéo (haute résolution ou pas), de la fréquence d'acquisition du capteur de mouvement, de la période T de mesure, de la justesse du ressenti souhaité pour le mouvement mis en œuvre.

A partir des relations définies à l'étape 400, on transforme le couple (Fm(Hj) ; Hj) en couple (D(Hj) ; Hj) à l'étape 500, puis on mémorise les couples (D(Hj) ; Hj) à l'étape 501. On asservit à l'étape 600 la vitesse de la vidéo en temps réel par tranche de temps T à partir de la lecture (étape 601) des couples (D(Hj) ; Hj) précédemment mémorisés.

Une fois l'asservissement effectué pour une tranche de temps T, une autre séquence de mesure j=j+l (étape 700) sur une autre tranche de temps T peut être effectuée à partir de l'étape 210.

La figure 6 illustre les variations de sensation de vitesse en fonction du temps (entre 100 et 240s). Les fréquences de la figure 4 ont été remplacées par les sensations de vitesse à l'aide de la corrélation illustrée dans la figure 5. Quatre zones bien distinctes sont visibles sur cette courbe, à savoir une première zone pouvant correspondre à une vitesse Vl du défilement de la vidéo, une seconde zone d'accélération et de maintien du défilement de la vidéo à une vitesse V2, puis à une troisième zone d'accélération et de maintien du défilement de la vidéo à une vitesse V3, pour finir à une vitesse de décélération et de maintien du défilement de la vidéo à une vitesse V2.

Les valeurs (et variations) de sensation de vitesse sont utilisées pour moduler la vitesse de défilement en la multipliant par exemple par x2 ou x3 ou tout autre facteur ou en la divisant par exemple par ^- 2, -^1,5 ou tout autre facteur.

L'influence sur le défilement de la vidéo peut donc se faire par paliers (incréments positifs ou négatifs) ou proportionnellement (x2, x3 ou +2, -^1,5...).

La figure 7 illustre une interface du logiciel Labview (marque déposée) de conception graphique de systèmes. Un tel logiciel a permis aux inventeurs de visualiser le signal de l'accéléromètre et le signal de la vitesse de défilement d'une vidéo prélablement filmée. 5.3 Variantes

II est à noter qu'il est possible de mettre en œuvre le dispositif de l'invention sans appareil d'exercice. En effet, l'utilisateur peut par exemple sautiller sur place et voir défiler une vidéo en fonction du rythme de sautillement.

Il est également possible de récupérer les signaux de mouvements à partir de systèmes déjà commercialisés et contenant un ou plusieurs accéléromètres.

En outre, le dispositif de l'invention peut être mis en œuvre dans le domaine médical, comme par exemple lors de la mesure de l'état de forme et/ou de santé d'une personne. Une telle mesure est effectuée généralement lors d'un protocole prédéterminé qui consiste, par exemple, à faire marcher une personne pendant cinq minutes sur un tapis roulant et à mesurer au moins un paramètre physiologique de cette personne afin de dériver un état de santé et/ou de forme. Un tel dispositif de défilement d'une vidéo permet de « déstresser » la personne et d'obtenir ainsi une mesure plus précise de son état de santé et/ou de forme.

Le dispositif de l'invention peut également être mis en œuvre dans le domaine du tourisme, en permettant la visite virtuelle de sites touristiques, au rythme de la marche par exemple.