Rapport pfe

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Rapport du projet TER

La Vidosurveillance distance

RAPPORT DE TER MASTER 1 IFPRU

Vido Surveillance Distance

Ralis par :

FERJANI Mohammed

SERIAI Abderrahmane

HENNANI Hakim

SEDDIK Annes

Sous la direction de :

M. SERIAI Abdelhak-Djamel

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Remerciements

Cest un agrable devoir dexprimer nos profonds remerciements et reconnaissances

toutes les personnes qui nous ont apport aide technique, soutien moral et qui nous ont permis

dacqurir lesprit de travail.

Nous tenons exprimer notre trs profonde gratitude notre encadrant, Monsieur SERIAI

Abdelhak-Djamel, pour ses prcieux conseils, sa disponibilit et son total dvouement pour

donner naissance ce travail.

Un remerciement spcial Monsieur LECLERE Michel, responsable du Master1

Informatique, pour sa patience et sa gentillesse.

Nous adressons une pens particulire nos parents, pour leurs judicieux conseils et leur

soutien sans faille tout au long de notre parcours universitaire.

Enfin, nos vifs remerciements sont adresss tout le personnel de lUniversit de

Montpellier II, qui a fourni beaucoup deffort et de patience pour nous prparer russir notre vie

professionnelle.

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Sommaire

1 INTRODUCTION _______________________________________________________________________ 7

2 ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE ____________________________________________________________ 9

2.1 INTRODUCTION : LA TELESURVEILLANCE __________________________________________________ 9

2.2 LA VIDEOSURVEILLANCE _____________________________________________________________ 10

2.2.1 Prsentation ____________________________________________________________________ 10

2.2.2 Son apparition ___________________________________________________________________ 10

2.2.3 Ses buts ________________________________________________________________________ 11

2.2.4 Domaines dapplications ___________________________________________________________ 12

2.2.5 Evolution de la vidosurveillance ____________________________________________________ 12

2.2.6 Les diffrents types de systmes _____________________________________________________ 14

2.2.6.1 Systme sur rseaux IP __________________________________________________________________ 14

2.2.6.2 Kit de vidosurveillance _________________________________________________________________ 15

2.2.6.3 Rseau classique de vidosurveillance ___________________________________________________ 15

2.2.6.4 Systme hybride de vidosurveillance ____________________________________________________ 16

2.2.7 Exemples de quelques systmes existants ______________________________________________ 16

2.2.7.1 Le systme ASCAM-2E2I ________________________________________________________________ 16

2.2.7.2 Le systme ASCAM-NUUO_______________________________________________________________ 17

3 LE SYSTEME RAPACE ________________________________________________________________ 18

3.1 GESTION DU PROJET _________________________________________________________________ 18

3.1.1 Synthse du cahier des charges ______________________________________________________ 18

3.1.2 Planification et rpartition des tches ________________________________________________ 18

3.2 ANALYSE ET CONCEPTION DE RAPACE ___________________________________________________ 21

3.2.1 Analyse et tude des fonctionnalits __________________________________________________ 21

3.2.1.1 Les fonctions offertes ___________________________________________________________________ 21

3.2.1.2 Etude dtaille de la fonction de visualisation ________________________________________________ 22

3.2.1.3 Etude dtaille de la fonction de paramtrage et configuration ___________________________________ 23

3.2.2 Etude architecturale ______________________________________________________________ 24

3.2.2.1 Architecture multi-serveurs ______________________________________________________________ 25

3.2.2.2 Avantages et inconvnients _______________________________________________________________ 26

3.2.2.3 Architecture avec forte centralisation _______________________________________________________ 26

3.2.2.4 Architecture avec centralisation souple _____________________________________________________ 27

4



3.2.2.5 Modlisation de larchitecture retenue ______________________________________________________ 29

3.2.3 Analyse pr-implmentation ________________________________________________________ 32

3.2.3.1 Choix des langages _____________________________________________________________________ 32

3.2.3.2 Analyse des verrous dimplmentation ______________________________________________________ 32

3.3 IMPLEMENTATION DU FONCTIONNEMENT DE LARCHITECTURE ________________________________ 33

3.3.1 Utilisation simple du protocole http __________________________________________________ 33

3.3.2 La cohabitation du protocole http et de la technologie des applets __________________________ 34

3.3.3 Lutilisation de la notion de redirection directe _________________________________________ 34

3.3.3.1 Les diffrents types de redirection _________________________________________________________ 34

3.3.3.2 Les avantages et les inconvnients _________________________________________________________ 35

3.3.4 Lutilisation du principe de redirection indirecte ________________________________________ 35

3.3.4.1 Fonctionnement : ______________________________________________________________________ 35

3.3.4.2 Avantages et inconvnients: ______________________________________________________________ 36

3.4 REALISATION DES DIFFERENTS MODULES _________________________________________________ 36

3.4.1 Ralisation du module identification et acquisition ______________________________________ 36

3.4.1.1 Objectif ______________________________________________________________________________ 36

3.4.1.2 Etude des solutions possibles _____________________________________________________________ 36

3.4.1.3 Acquisition du media avec DSJ____________________________________________________________ 40

3.4.2 Ralisation du module diffusion _____________________________________________________ 43

3.4.2.1 Objectif ______________________________________________________________________________ 43

3.4.2.2 Fonctionnement _______________________________________________________________________ 44

3.4.2.3 Choix du protocole utilis pour le transfert du flux vido________________________________________ 45

3.4.3 Ralisation du module intrusion _____________________________________________________ 48

3.4.3.1 Introduction au traitement dimages________________________________________________________ 48

3.4.3.2 Identification de lintrusion : Implmenter la technique dimage de fond (background subtraction). ______ 51

3.4.3.3 Gestion des intrusions ___________________________________________________________________ 53

3.4.4 Ralisation du module authentification et redirection ____________________________________ 56

3.5 PRESENTATION DU PROTOTYPE _________________________________________________________ 57

3.5.1 Accs au systme : linterface web ___________________________________________________ 57

3.5.2 La connexion avec le serveur de videosurveillance ______________________________________ 58

3.5.3 Le paramtrage __________________________________________________________________ 60

3.5.4 Interface de gestion des intrusions ___________________________________________________ 61

3.6 PERSPECTIVE DAMELIORATION ________________________________________________________ 62

3.6.1 Webcam Versus camera IP _________________________________________________________ 62

3.6.2 Autres _________________________________________________________________________ 64

4 IMPRESSIONS ET ACQUIS DU TER _____________________________________________________ 65

5



4.1 POINT DE VUE TECHNIQUE ____________________________________________________________ 65

4.2 POINT DE VUE ORGANISATIONNEL ______________________________________________________ 65

5 CONCLUSION ________________________________________________________________________ 66

6 BIBLIOGRAPHIE _____________________________________________________________________ 67

6.1 OUVRAGES : _______________________________________________________________________ 67

6.2 SITES WEB _________________________________________________________________________ 67

7 ANNEXES ____________________________________________________________________________ 68

7.1 ANNEXE1 : JMF ____________________________________________________________________ 68

7.2 ANNEXE2 : DIRECSHOW ______________________________________________________________ 68

7.2.1 Principes directeur de DirectShow : __________________________________________________ 68

7.2.1.1 Le graphe de filtres _____________________________________________________________________ 68

7.2.1.2 Rle du graphe : _______________________________________________________________________ 69

7.2.1.3 Les filtres ____________________________________________________________________________ 69

7.2.1.4 Les filtres sources ______________________________________________________________________ 70

7.2.1.5 Les filtres de transformation ______________________________________________________________ 71

7.2.1.6 Les filtres de rendu _____________________________________________________________________ 71

7.2.1.7 Construction dun graphe partir de filtres __________________________________________________ 72

7.2.1.8 Exemple de graphe des filtres _____________________________________________________________ 73

7.3 ANNEXE3 : DSJ ____________________________________________________________________ 73

7.4 ANNEXE4 : TCP _____________________________________________________________________ 74

7.4.1.1 Etablissement de la connexion : ___________________________________________________________ 74

7.4.1.2 Notion de fentre glissante : ______________________________________________________________ 74

7.4.1.3 Segments TCP et fentre glissante : ________________________________________________________ 75

7.4.1.4 Taille de la fentre : ____________________________________________________________________ 75

7.4.1.5 Point sur la situation : __________________________________________________________________ 76

7.5 ANNEXE5 : LE PIXELGRABBER _________________________________________________________ 77

7.6 ANNEXE6 : LA REDIRECTION __________________________________________________________ 78

7.6.1 Redirection directement sur le serveur ________________________________________________ 78

7.6.2 Redirection par URL Rewriting______________________________________________________ 78

7.6.3 Redirection dans un script serveur (PHP, ASP, etc.) _____________________________________ 78

7.6.4 Redirection par balise META Refresh _________________________________________________ 79

7.6.5 Redirection JavaScript (ou tout autre langage ct client) _________________________________ 80

7.6.6 Les leaders dans le domaine ________________________________________________________ 80

7.6.6.1 AXIS COMMUNICATIONS ______________________________________________________________ 80

7.6.6.2 ACTI ________________________________________________________________________________ 81

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7.6.6.3 ARTEC ______________________________________________________________________________ 82

7.6.6.4 Architecture (matrielle et installation) _____________________________________________________ 82

7.7 ANNEXE8 _________________________________________________________________________ 84

7.7.1 Qu'est-ce que J2ME_______________________________________________________________ 84

7.7.2 Connected limited device configuration _______________________________________________ 84

7.7.3 API de base _____________________________________________________________________ 86

7.7.4 API specialise ajoute au midp (mobile information device profile) __________________________ 87

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1 INTRODUCTION

Notre groupe de TER Rapace se compose de 4 tudiants : FERJANI Mohamed, HENNANI

Hakim, SEDDIK Annes et SERIAI Abderrahmane issu du parcours Gnie Logiciel (GL) du M1

IFPRU de luniversit de Montpellier 2. Ce TER consiste en la ralisation dun systme de

vidosurveillance distance. La conduite de ce projet t encadre par Mr SERIAI Abdelhak-

Djamel, matre de confrences luniversit Montpellier 2. Nous avons choisi ce TER car nous

avons comme intrt commun les nouvelles technologies, leurs applications concrtes dans la vie

de tous les jours. Dans ce cadre, le dveloppement dun systme de vidosurveillance distance,

est une concrtisation de cet intrt.

Le but du systme quon a choisit de dvelopper est de permettre lutilisateur de surveiller

un ou plusieurs locaux (maison, locaux commerciaux, sites de production, etc.) en installant une

ou plusieurs webcams relies un ordinateur. Ce dernier hbergera un serveur de

vidosurveillance permettant un mode de visualisation en ligne de ces locaux ainsi quune

possibilit denregistrement de ces vidos et en particulier de celles correspondant des

intrusions.

Vu la complexit de ce systme, nous avons choisi de mettre en pratique les grandes

principes de la mthodologie de dveloppement RUP (Rational Unified Process) qui consiste

raliser un dveloppement itratif par lanalyse, la conception et le dveloppement de plusieurs

prototypes par enrichissement successif de leurs fonctionnalits. Ainsi, les grandes tapes de

dveloppement dun tel systme ont t identifies comme suit :

Dveloppement dun systme de vido surveillance locale. Il sagit de raliser lanalyse,

la conception et limplmentation dun premier prototype offrant les fonctionnalits de

vidosurveillance dun local depuis la machine relie aux webcams et qui constitue le

serveur des vidos.

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Dveloppement, par enrichissement du systme prcdent, dun deuxime prototype

offrant les fonctionnalits de vidosurveillance via le web. Il sagit de permettre un

utilisateur daccder (visualiser) distance, via une machine relie au rseau internet, aux

vidos captes par une machine jouant le rle du serveur.

Dveloppement du module Alertes et gestion des intrusions . Une fois le prototype

offrant les fonctionnalits de visualisation en ligne dun lieu distant est ralis, le

troisime objectif est le dveloppement des fonctionnalits permettant un utilisateur du

systme dtre alert en cas de dtection dintrusion. Diffrentes possibilits de

notification dintrusion sont ainsi proposes.

Dveloppement du module vidosurveillance mobile . IL sagit de prendre en compte

la mobilit de lutilisateur et la possibilit quil soit alert en cas dintrusion.

Ltude du contexte de ce projet ainsi que sa ralisation sont dtaills dans la suite de ce

document. Dans la section 2, nous prsentons notre tude bibliographique centre autour de la

vidosurveillance. Nous prsentons dans cette section la notion de surveillance dans son sens

gnral et on tudiera ensuite la vidosurveillance, sa dfinition, ses buts et ses diffrents types en

exposant quelques exemples de systmes existants. Dans la section 3, nous prsentons le systme

Rapace. Nous commenons cette section par la prsentation de quelques lments concernant la

gestion de ce projet (rappel des objectifs, planification et rpartition des tches). Ensuite, nous

dtaillons les lments lis lanalyse et la conception du systme avant de prsenter les

diffrents aspects qui concernent son implmentation. La section 3.5 est consacre la

prsentation du prototype dvelopp. Les diffrentes perspectives damliorations du systme

Rapace sont prsentes dans la section 3.6. Nous terminons ce document par les sections

prsentons respectivement nos acquis et impressions personnelles, notre conclusion par rapport

au travail ralis et enfin un annexe regroupant un ensemble dinformations en relation avec le

sujet de notre tude.

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2 ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE

2.1 INTRODUCTION : LA TELESURVEILLANCE

La tlsurveillance est la surveillance distance d'un lieu, public ou priv, de machines ou

d'individus. Elle est employe dans de nombreuses situations, gnralement pour des raisons de

scurit :

Dans le cadre de la scurit routire, au moyen de camras spcialises ou des capteurs

proximit voire mme noys dans la chausse permettent d'valuer la densit du trafic, les

ralentissements qui peuvent en dcouler, la prsence de personnes sur les bandes d'arrt

d'urgence, etc.

Pour la surveillance des machines : divers capteurs permettent d'valuer l'tat de la

machine, ces informations peuvent alors tre envoyes un poste de surveillance.

L'puisement de consommables, une anomalie de fonctionnement ou mme un acte de

malveillance serait alors dtect distance ;

Dans le cadre de la prvention de la dlinquance (avec notamment la vidosurveillance) ;

Pour la surveillance de lieux sensibles (banques, centrales nuclaires, etc.) et

d'habitations, afin de prvenir les intrusions, les cambriolages et les actes de vandalisme ;

Dans le cadre de la tlmdecine, et en particulier pour la surveillance des patients

distance ;

Pour la surveillance distance des enfants et des personnes vulnrables

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2.2 LA VIDEOSURVEILLANCE

2.2.1 Prsentation

La vidosurveillance consiste placer des camras de surveillance dans un lieu public ou

priv pour visualiser et/ou enregistrer en un endroit centralis tous les flux de personnes au sein

d'un lieu ouvert au public pour surveiller les alles et venues, prvenir les vols, agressions,

fraudes et grer les incidents et mouvements de foule.

Au dbut des annes 2000, les camras font leur apparition en nombre important dans de

nombreuses villes europennes. Londres est rpute comme tant la ville o la vidosurveillance

est la plus importante. L'utilisation de la vidosurveillance fait dbat en matire de scurit et de

respect de la vie prive.

2.2.2 Son apparition

La vidosurveillance s'est dveloppe d'abord au Royaume-Uni, en rponse aux attaques de

l'IRA(Arme rpublicaine irlandaise en anglais Irish Republican Army). Les premires

expriences au Royaume-Uni dans les annes 1970 et 1980 ont conduit des programmes de

grande ampleur au dbut des annes 1990. Ces succs conduisirent le gouvernement faire une

campagne auprs de la population, et lana une srie d'installations de camras. Aujourd'hui, les

camras au Royaume-Uni couvrent la plupart des centres villes, et de nombreuses gares et

parkings. Une tude donna le chiffre approximatif de 400 000 camras Londres et 4 millions au

Royaume-Uni au total.

D'autres pays comme la France ont install des systmes de vidosurveillance. En 1998 le

nombre de camras en France tait estim un million dont 150 000 dans le domaine public. Ces

camras sont prsentes dans divers lieux tels que les aroports, les gares, les routes, les transports

publics. Ces installations vido commencent aussi fleurir dans les villes. Avignon par

exemple, une enqute propos de la vidosurveillance a rvl que 71 % des Avignonnais sonds

taient favorables l'installation d'un tel systme dans les parkings.

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Cependant il existe aussi des associations qui militent contre toute forme de surveillance.

C'est le cas de Souriez, vous tes films , pour n'en citer qu'une.

2.2.3 Ses buts

Les raisons de l'installation de systmes de vidosurveillance sont diverses, toutefois la

scurit publique ainsi que la protection des biens mobiliers ou immobiliers font office

d'lments phares dans la justification de la vidosurveillance. En Angleterre, les attentats de

juillet 2005 sont galement un moteur pour l'augmentation du nombre de camras.

Cette menace qui a toujours t prsente n'a jamais vraiment cr un sentiment d'inscurit,

mais les attentats du 11 septembre 2001 ont chang la donne. Les gens ont pris conscience que

personne n'tait intouchable. Toutefois la mise en place de la vidosurveillance ne peut

s'expliquer uniquement par l'inscurit grandissante ou la protection des biens. Certaines autres

raisons moins connues du grand public existent galement. La mise en place de la

vidosurveillance permet une amlioration de la gestion des incidents ainsi qu'une augmentation

de l'efficacit et de la rapidit d'intervention. Par exemple, dans la prvention du suicide ou

encore lors d'accidents qui pourraient survenir sur la voie publique. Elle permet ainsi

indirectement, de maintenir les primes d'assurances un niveau raisonnable. La surveillance des

axes routiers sert informer en temps rel les automobilistes sur les conditions du trafic.

Quelques affaires de crimes ont t rsolues grce aux enregistrements fournis par les

camras de surveillance. Par exemple, aprs les attentats du mtro de Londres du 7 juillet 2005,

les enregistrements des camras de surveillance ont t utiliss pour identifier les poseurs de

bombes, bien qu'il soit admis qu'ils n'aient pas t indispensables. La question de savoir si la

vidosurveillance prmunit ou rduit les crimes n'a pas pu tre montre par les tudes

indpendantes qui furent conduites que ce soit en France ou l'tranger.

Le gouvernement britannique a jug de son ct que les effets bnfiques n'taient pas possibles

valuer, bien que Scotland Yard ait affirm, en 2008, que la vidosurveillance Londres, qui

compte 500 000 camras, n'avait permis d'lucider que 3 % des vols dans la rue.

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2.2.4 Domaines dapplications

La tendance de lconomie mondiale actuelle exige aux entreprises dtre ractive devant les

demandes de plus en plus gourmandes de moyen de connectivite et infrastructure de

communication et de marketing, la technologie de la vido sur rseau IP redynamise les

applications de vidosurveillance par de nombreuse fonctionnalit comme le contrle a distance,

la vido en temps rel. Ce qui rend plusieurs secteurs dactivits interactives.

On dnombre trois grandes catgories publiques dans lesquelles l'on retrouve ces systmes de

surveillance :

Les aroports, les transports publics et les gares.

Les lieux publics et les parkings. Qui se verront principalement doter de systmes

classiques pour la surveillance globale bien que les aroports commencent adopter les

mesures biomtriques.

Le trafic autoroutier. Qui pour sa part privilgiera les camras qui ont la possibilit de

reconnatre les vhicules.

Les installations prives importantes concernent les casinos et autres salles de jeux qui font

rgulirement appel des systmes d'identification faciale pour reconnatre les fraudeurs.

2.2.5 Evolution de la vidosurveillance

Les premires camras avaient des images de basse qualit et noir et blanc, sans possibilit

de zoomer, ni de changer l'angle de vue. Les camras modernes les plus performantes sont en

couleur, permettent des zooms et une mise au point trs nette. Les dispositifs d'enregistrement et

d'analyse sont plus prcis, plus efficaces.

La loi de la Rpublique Franaise en vigueur dfinit dans l'arrt du 3 aot 2007 (publi au

Journal officiel le 21 aot, avec son rectificatif du 25 aot), les normes techniques des images. A

de rares exceptions prs, la dfinition requise est dite 4 CIF, soit 704 x 576 pixels.

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Dfinition trs rarement atteintes par les anciennes camras ou mme certaines toujours sur

le march, en gnral en CIF soit 352 x 288 pixels, ou VGA, soit 640 x 480 pixels. Il est possible

d'avoir une camra de rsolution plus faible si elle permet de prendre une "vignette de visage"

pour identification de 90x60 pixels. Sur les anciennes camras, cela signifie que le visage doit

reprsenter 5% environ de la superficie de l'image (1% en 4 CIF). Par ailleurs, le nombre

d'images par seconde requis est de 6 ou 12, selon la situation, lente ou rapide, surveiller. Les

nouvelles installations doivent videmment se conformer la loi, tandis que les anciennes ont

jusqu'au 21 aot 2009 pour se mettre en conformit. C'est l'utilisateur du systme qui est

responsable de sa conformit la loi.

En pilotant ces camras avec des ordinateurs, il est possible de suivre des mouvements, il

est par exemple possible de dceler des mouvements dans un endroit o il ne devrait pas y en

avoir, ou au contraire se focaliser sur un individu et le suivre travers la scne. L'informatique

peut faire cooprer plusieurs camras pour le suivre dans un espace urbain entier.

L'une des volutions les plus probables de la vidosurveillance est le rapprochement des

enregistrements avec des donnes biomtriques. Cette technologie permettrait par exemple aux

ordinateurs d'analyser la dmarche des passants : une personne lourdement charge adopte une

dmarche inhabituelle ; que transporte-t-il ? Des explosifs, des armes, une camra de tlvision

ou des bouteilles de soda ? De mme, des recherches rcentes misent sur la prvisibilit du

comportement humain dans les espaces publics : un voleur ne se comporterait pas de la mme

faon qu'un usager. L'ordinateur peut identifier ce genre de mouvements et donner l'alerte.

Couples une base de donnes biomtrique, il devient possible de dterminer l'identit

d'une personne sans l'aborder et sans mme qu'elle ne s'en rende compte. Une exprience de ce

type eut lieu en 2007 dans une gare Mayence, en Allemagne ; 60% des volontaires furent

identifis parmi une foule de 20 000 personnes. Ce rsultat est trop faible pour une mise en

application mais ces promoteurs pensent pouvoir proposer une technologie convaincante d'ici

2012.

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2.2.6 LES DIFFERENTS TYPES DE SYSTEMES

2.2.6.1 Systme sur rseaux IP

Ce systme relie un rseau de camras IP, qui peut compter de nombreuses units, un

systme d'enregistrement numrique. D'une part, cela permet de pouvoir stocker une quantit

importante d'images, sans perte de qualit, tout en pouvant les consulter rapidement grce des

logiciels de traitement. D'autre part, le fait d'informatiser un systme de surveillance permet de

profiter des technologies de communication comme Internet. Ainsi, les camras sont visibles

et grables depuis n'importe o dans le monde. L'volution des tlphones mobiles a cr la

"vidosurveillance mobile" avec l'accs aux vidos via Internet mobile sur PDA ou via GSM

GPRS sur tlphone GSM dot de Java. Cette technologie permet galement d'conomiser et de

mutualiser les cbles rseaux qui sont gnralement disponibles dans les btiments rcents.

Figure 1. Vidosurveillance sur rseau IP

15



2.2.6.2 Kit de vidosurveillance

On entend par kit le genre de camras utilises dans les petits magasins, par exemple. Il

regroupe en gnral une ou deux camras et un moniteur.

Ces systmes sont plutt utiliss titre de prvention et n'enregistrent pas ce qu'ils voient. C'est

en quelque sorte de la vidosurveillance bon march qui est propose comme une solution de

scurit peu coteuse.

Figure 2. Kit de vidosurveillance

2.2.6.3 Rseau classique de vidosurveillance

Le rseau est bas sur un systme analogique, avec dans la plupart des cas un

enregistrement limit dans la dure. Il s'agit l d'une des mthodes les plus anciennes donc

galement des plus rpandues dans un grand nombre d'tablissement. Cependant, ces systmes ne

rpondent plus, de trs rares exceptions prs, aux nouvelles exigences techniques de l'arrt du

3 aot 2007.

Figure 3. Systme de vidosurveillance analogique

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2.2.6.4 Systme hybride de vidosurveillance

Les systmes hybrides intgrent les systmes classiques de vidosurveillance bass sur les

camras analogiques et les camras en rseau. Il permet d'intgrer aisment les deux types de

systmes en place sur un seul serveur ou de faciliter l'volution d'un systme de vidosurveillance

analogique vers le numrique, sans remettre en cause l'existant, et introduire de nouvelles

fonctions comme la dtection de disparition / apparition d'objet et le comptage d'objets ou de

personnes.

2.2.7 EXEMPLES DE QUELQUES SYSTEMES EXISTANTS

2.2.7.1 Le systme ASCAM-2E2I

La solution ASCAM intgre un logiciel de vido surveillance sur rseau IP, un logiciel

d'enregistrement sur mouvement avec les fonctions magntoscope et finalement des camras

rseau IP jour / nuit pour extrieur en caisson tanche et pour intrieur.

Laccs aux camras et aux enregistrements sur alarme par Internet permet dassurer une

surveillance distance. Les logiciels permettent un monitoring temps rel sur site et distance

via Internet ainsi que lenregistrement sur dtection de mouvement, planning et alarme

La dtection de mouvement peut tre configure selon les critres suivants :

Champs de vision des camras de surveillance Zones de dtections, masques de dtection Objet manquant (dtection de vol) Nouvel objet statique (colis douteux) Focus drgl, camra obstrue (vandalisme)

Enfin la notification dalarmes comprend lenvoi demail dalerte, appel tlphonique et

galement une alarme sonore

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2.2.7.2 Le systme ASCAM-NUUO

La solution ASCAM-NUUO intgre un serveur de vido surveillance permettant une

visualisation distance via internet sur PC et sur tlphone mobile 3GPP. Elle fournit un

ensemble de fonctionnalits que lon peut rsumer dans la liste suivantes :

Visualisation des flux vido en local sur moniteur Alarme et visualisation en leve de doute, fentre pop up Console d'administration des paramtres de gestion Gestion des droits d'accs: profils, horaires, distance Alarme sur dtection de mouvement Enregistrement possible sur Planning (Schedule) Etc.

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3 LE SYSTEME RAPACE

3.1 GESTION DU PROJET

3.1.1 Synthse du cahier des charges

Lobjectif de ce TER que nous avons nonc lors de llaboration du cahier des charges est

de raliser un systme qui permet une personne de surveiller un local. Pour cela, le systme

ncessite seulement linstallation de camras/webcams relies un ordinateur.

Afin de mettre en uvre ce systme de vidosurveillance, nous nous sommes fixs plusieurs

sous-objectifs (vidosurveillance locale, vidosurveillance distance) qui constituent des

tapes en vue de laboutissement du systme.

Concernant larchitecture du systme, notre projet rentre dans le cadre dune application

client/serveur. Le serveur aura sa charge lattente de la connexion de lutilisateur, lattente des

connexions ddies pour les diffrentes webcams, la rception et lanalyse des messages manant

du client. De plus, en cas dintrusion, le serveur excutera les actions choisies par le client.

Le client, quant lui, soccupera de la connexion au serveur, de lenvoi de messages, la rception

et laffichage des flux capturs. De plus, il pourra choisir les actions effectus en cas dintrusion

(envoi de SMS, demail).

3.1.2 Planification et rpartition des tches

Ds le dbut du projet nous avons voulu suivre une dmarche visant structurer, assurer et

optimiser le bon droulement du projet pour tre planifi dans le temps et surtout pour atteindre

le niveau de qualit souhait dans le meilleur dlai possible. Ainsi, dans un premier temps on a

dtermin, de faon claire, les objectifs du cahier des charges. Ensuite on les a numrots et dats

selon leur valuation tout en rservant un certain temps pour se rattraper en cas dventuels

problmes.

Le rsultat de cette tape est prsent dans le diagramme de Gantt de la figure 4 ci-dessous:

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Figure 4. Diagramme de Gantt

Nous avons ensuite rparti les diffrentes tches identifies entre les membres du groupe. Nous

prsentons ci-dessous que la rpartition relle des tches rsultat de diffrents changements dus

la prise en compte de certains paramtres(tels que le non disponibilit dune des membres du

groupe).

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Membres

Taches

Abderrarmane

Seriai

Mohammed

Ferjani

Annes

Seddik

Hakim

Hennani

Etat de lart et tude bibliographique *** ** * **

Installation du Wiki collaboratif *** * **

Cahier des charges *** *** * ***

Analyse des verrous et difficults dans

la ralisation du systme *** *** * ***

Analyse et conception UML du

systme *** *** **

Dveloppement des fonctionnalits de

la vidosurveillance en local ** ***


la vidosurveillance via le web *** *** **

Dveloppement du site web ** ** ***


gestion des intrusions * ***

Rdaction du rapport *** *** ***

Lgende :

* : Contribution.

** : Contribution considrable.

*** : Responsable tche.

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3.2 ANALYSE ET CONCEPTION DE RAPACE

3.2.1 Analyse et tude des fonctionnalits

Lobjectif de cette tape primordiale est de crer une reprsentation simplifie du problme

le modle et de sa solution. Le modle constitue ainsi une reprsentation possible du systme

pour un point de vue donn : le notre dans le prsent rapport.

3.2.1.1 Les fonctions offertes

Le diagramme de cas d'utilisation (use case) de la figure 5 ci-dessous, met en vidence les

grandes relations fonctionnelles entre les acteurs (principaux) et le systme.

Figure 5. Diagrammde de cas dutilisation

22



Remarque : Les fonctionnalits de visualisation et de paramtrage et configuration sont les plus

importantes dans notre systme cest pour cela quon va les dtailler dans la suite.

3.2.1.2 Etude dtaille de la fonction de visualisation

Cette fonctionnalit se dcompose en deux sous-fonctionnalits :

La visualisation des flux en temps rel, c..d. ceux qui transitent sur les webcams au

moment de la visualisation.

La visualisation des vidos qui ont t enregistres en cas dintrusion.

La figure 6 ci-dessous dtaille cette fonctionnalit.

Figure 6. Detaille de la fonctionnalit de visualisation

23



3.2.1.3 Etude dtaille de la fonction de paramtrage et configuration

La figure 7 ci-dessous montre les diffrentes possibilits de configurations disposition de

lutilisateur :

Figure 7. Detaille de la fonctionnalit de paramtrage et configuration

La fonctionnalit dactivation de la dtection de mouvement incorpore dautres sous-

fonctionnalits comme le montre la figure 8 ci-dessous :

24



Figure 8. Detaille de la fonctionnalit dactivation de la dtection de mouvement

3.2.2 Etude architecturale

Ltude conceptuelle que nous venons de prsent ci-dessus nous a permis deffectuer un

constat par rapport la suite de la conception de notre systme. Nous nous sommes aperus quil

tait ncessaire de bien dissocier deux taches bien distinctes au sein de notre application : une

tache qui sera ddi la gestion des diffrentes webcams et une autre ddi lenvoi des

diffrents flux rcuprs.

Cependant, ce redcoupage des taches nous a confront la problmatique suivante : faut-il

cohabiter ces deux taches dans un seul serveur ou bien les sparer dans un serveur diffrent.

Afin de rsoudre ce problme, il a t ncessaire de raliser une tude architecturale que nous

allons vous prsentes ci-dessous.

25



3.2.2.1 Architecture multiserveurs

3.2.2.1.1 Fonctionnement

La premire architecture pouvant matrialiser le fonctionnement du systme dsir consiste

en la coexistence de plusieurs serveurs dont chacun est reli dun cot des webcams et dautre

cot une connexion internet. De cette manire, le client lorsquil se connecte au serveur, pourra

visualiser directement le flux vido rcupr sans tre redirig (comme le montre la figure 9),

Par consquent, chacun de ces serveurs sera amen effectuer les traitements quil doit grer

(attente de la connexion du client, rception et analyse des messages manant du client).

Le client soccupera de la connexion au serveur (chaque client possde sa propre adresse http qui

le relie son serveur local), de lenvoi de message vers le serveur (rception et affichage des flux

capturs (par le serveur) sur les diffrentes webcams, choix des actions excuter en cas

dintrusion.

Figure 9. Schma de larchitecture multi serveurs

26



3.2.2.2 Avantages et inconvnients

La liaison directe entre le serveur et le client (cest--dire il ny aura pas de redirection et de

renvoi de flux rcupre par le serveur vers un autre serveur et aprs vers le client) ainsi que le fait

que chaque client a sa propre adresse http font de cette architecture une solution convenable.

Nanmoins, elle prsente pas mal dinconvnients. Par exemple, si on modifie linterface

chez lun des clients, on sera oblig dappliquer cette modification autant de fois quau nombre

des clients. De plus, tout le systme dont le serveur http, notre application est installe chez le

client. Enfin, il ny a pas dadministration.

3.2.2.3 Architecture avec forte centralisation

3.2.2.3.1 Fonctionnement :

Dans cette architecture nous avons rajout un serveur central qui sera reli dune part des

serveurs locaux et dautre part une connexion internet, comme ca le client quand il demande la

visualisation de flux de vido, ce flux va tre envoy dabord du serveur local vers le serveur

central et puis de ce dernier vers le client, donc le serveur central il joue le rle dintermdiaire

entre le client et le serveur local et il permet aussi lenregistrement des squences de vido a son

niveau aprs la demande du client.

Les traitements effectuer au niveau du serveur local sont les mmes que dans

larchitecture prcdente.

Et pour le client Les traitements sont les mme que dans lautre architecture sauf que dans

cette architecture il yaura une seule adresse HTTP pour tous les clients.

3.2.2.3.2 Avantages et inconvnients:

Les avantages de cette architecture sont quil ny a quune seule adresse http pour tous les

clients. Le client peut visualiser des vidos qui sont enregistre sur le serveur central mme si le

serveur local correspondant tombe en panne. De plus, ladministrateur peut de virer ou dajouter

des clients car ce n'est qu partir de ce serveur que le client peut visualiser les vidos ; chose qui

ntait pas possible dans larchitecture prcdente.

27



Par contre, cette architecture est trs lourde car les vidos sont envoyes de serveur local

vers le serveur central puis elles sont visualises. Autre inconvnient, si le serveur central tombe

en panne on ne peut pas visualiser les vidos bien que le serveur local soit capable de rcuprer

les flux des vidos.

Figure 10. Schma de larchitecture avec forte centralisation

3.2.2.4 Architecture avec centralisation souple

3.2.2.4.1 Fonctionnement :

Cette architecture sera presque la mme que la prcdente sauf que dans celle-ci on a

essay denlever le principal inconvnient de la prcdente (la lourdeur) en mettant le client en

communication directe avec le serveur local (via louverture dune session de travail) aprs

lobtention de lok du serveur central bien sur et comme ca on aura plus des flux qui seront

retransmis ou redirigs (comme le montre la figure 11)

Dans cette architecture, le serveur central sera donc reli dune part des serveurs locaux et

dautre part une connexion internet, et quand le client demande la visualisation de flux de vido

rcupr par le serveur local, le serveur central ouvre une session entre ce dernier et le client et

28



comme ca le client sera en communication directe avec le serveur local et du cout le flux va tre

envoy une seule fois

Les traitements effectuer au niveau du serveur local et du client sont les mmes que dans

larchitecture prcdente.

3.2.2.4.2 Avantages et inconvnients :

Cette architecture prsente une multitude davantages. Dans un premier temps, elle permet

une liaison directe entre le serveur et le client : cest--dire il ny aura pas de redirection et de

renvoi de flux rcupre par le serveur. Dans un second temps, ladministrateur a la possibilit de

supprimer ou dajouter des clients car ce nest qua partir de ce serveur que le client peut

visualiser les vidos, ce qui ntait pas possible dans larchitecture prcdente.

De plus, il ny a quune seule adresse http pour tous les clients. Enfin, le client la

possibilit de visualiser des vidos qui sont enregistres sur le serveur central mme si le serveur

local correspondant tombe en panne.

Figure 11. Schma de larchitecture avec centralisation souple

29



3.2.2.5 Modlisation de larchitecture retenue

3.2.2.5.1 Structure et composants de larchitecture

La modlisation objet nest pas un processus linaire mais plutt itratif. En dautres mots,

on est sens itrer et raffiner chaque tape du cycle de vie du projet.

Voici donc la premire version le modle de conception du diagramme de classes :

Figure 12. Diagramme de Classes : modle de conception

Aprs les raffinages appliqus sur le diagramme de classes au fur et mesure quon

avanait, on a aboutit au diagramme dimplmentation que montre la figure 13.

30



Figure 13. Diagramme de classes : modle dimplmentation

3.2.2.5.2 Comportement et fonctionnement de larchitecture

Pour reprsenter les interactions entre objets travers le temps, typiquement entre un

utilisateur ou un acteur et les objets et composants avec lesquels ils interagissent au cours de

lexcution du cas dutilisation, voici un diagramme de squence reprsentant un scnario du

Cas dUtilisation.

31



Figure 14. Diagramme de squence

32



3.2.3 Analyse pr-implmentation

Aprs avoir fait ltude conceptuelle et architecturale il tait ncessaire de faire une tude

concernant le choix de langage et les diffrents verrous quon peut rencontrer au cours de

limplmentation

3.2.3.1 Choix des langages

Le choix de langage reprsente une tape trs importante dans la ralisation de nimport

quelle application parce cest partir de cette tape quon fait la correspondance entre les

solutions que nous offre le langage et les rsultats souhaits Java est un langage orient objet

permettant de crer des applications aux fonctionnalits pousses et ce avec un minimum de

lignes de codes.

Nous allons tirer profit de ces qualits pour dtailler la conception dun systme de vido

surveillance bas sur ce langage.

Nous lavons choisi comme langage pour programmer notre projet, car dun cot on est

plus familiariss avec java que dautres langages et dautre cot parce que avec ce langage on

peut faire des applications de bureau comme on peut faire des applications web ou de rseau ce

qui convient bien avec les buts de notre application. Concernant le dveloppement web nous

avons choisi dutilis toutes les technologies offerte par le web2.0 (Ajax, CSS, javascrip, php)

3.2.3.2 Analyse des verrous dimplmentation

Lors de notre analyse pr-implmentation de notre systme, nous avons t confronts plusieurs

verrous dans diffrents domaines.

Au niveau des pilotes (drivers) des priphriques matriels, il a fallu rflchir comment

rcuprer la liste des sources de donnes installes sur la machine, comment utiliser un

priphrique externe (webcam) comme source dentre dans un programme.

33



La lecture dun flux de donnes mdia nous a pos le problme de la connexion avec la

webcam, de la gestion de plusieurs webcams.

Concernant la surveillance distance, nous avons dcel deux verrous importants : la

transmission dun flux vido en temps rel sur internet et le codage lenvoi et dcodage la

rception.

A propos de la gestion dintrusion, nous nous sommes demands comment dtecter un mouvement et que faire en cas dintrusion. Enfin, nous avons tudi la question de lenvoi de mail ou de SMS.

3.3 IMPLEMENTATION DU FONCTIONNEMENT DE

LARCHITECTURE

Ltude architecturale nous a permis didentifi la meilleure architecture permettant de

rpondre au type de fonctionnement ncessaire pour notre systme par consquent nous avons

opt pour le mcanisme de redirection comme moyen pour matrialiser le fonctionnement en

question. Ce dernier consiste faire basculer le client entre les deux serveurs (central et local)

tout en gardant la main du serveur central sur le serveur local.

Diffrentes solutions sont possibles : utilisation simple du protocole http, la cohabitation du

protocole http et la notion dapplet, utilisation de la notion de redirection directe et utilisation de

la notion de redirection indirecte

3.3.1 Utilisation simple du protocole http

Le protocole HTTP (HyperText Transfer Protocol) est le protocole le plus utilis sur

Internet depuis 1990. La version 0.9 tait uniquement destine transfrer des donnes sur

Internet (en particulier des pages Web crites en HTML. La version 1.0 du protocole (la plus

utilise) permet dsormais de transfrer des messages avec des en-ttes dcrivant le contenu du

message.

Le but du protocole HTTP est de permettre un transfert de fichiers (essentiellement au format

HTML) localiss grce une chane de caractres appele URL entre un navigateur (le client) et

un serveur Web.

34



Malgr toutes les solutions que le protocole http a pu apporter notre application, son

utilisation seule na pas rpondu notre but principal

3.3.2 La cohabitation du protocole http et de la technologie des

applets

Dans cette approche on a essay de sappuyer sur la technologie dapplet en lincorporant

dans une page html dans le but de pouvoir utiliser du code java au sein dune page html et du

coup la possibilit dutiliser la notion de socket pour relier les deux serveurs avec le client mais

Les rsultats obtenus nont t satisfaisants parce que on a dcouvert que sur le rseau une applet

nest pas autorise :

tablir des connexions rseaux avec autre ordinateurs lexception de celui a partir

duquel le code a t charg

Accepter des connexions rseaux dun hte autre que celui a partir duquel elle a t

charge

3.3.3 Lutilisation de la notion de redirection directe

Selon les tudes quon a fait et qui vont tre prsentes ci-dessous sur cette approche on a

trouv que ca convient partiellement avec notre but principal

3.3.3.1 Les diffrents types de redirection

Il existe plusieurs cas pour lesquels des redirections doivent tre utilises (renommage d'un

fichier, changement d'adresse du site, lien). Du point de vue du rfrencement, parmi toutes les

mthodes de redirection, certaines sont plus recommandes que d'autres, comme nous

l'expliquons ci-dessous. Du point de vue de l'internaute, c'est en gnral plus simple car il suffit

de trouver un moyen d'afficher la page redirige : il ne sera pas sensible au type de redirection.

Voici les techniques de redirection les plus courantes :

35



Redirection directement sur le serveur

Redirection par URL Rewriting

Redirection dans un script serveur (PHP, ASP, et.

Redirection par balise META Refresh

Redirection JavaScript

3.3.3.2 Les avantages et les inconvnients

Le principe de redirection directe ne permet pas au serveur central de garder la main sur la

communication entre le client et le serveur local. De plus, le client na pas besoin de passer par le

serveur central pour accder au serveur local aprs avoir le lien du serveur local

3.3.4 Lutilisation du principe de redirection indirecte

Tout en essayant dviter les inconvnients de lapproche prcdente on est arriv a cette

solution adquate notre but principale

3.3.4.1 Fonctionnement :

Le client, quand il veut visualiser la vido, se connecte au serveur central en envoyant le

login et le mot de passe, et attend la rponse du serveur

Lorsque le serveur reoit la demande du client, il vrifie son identit en comparant les

informations envoyes par ce dernier et celles enregistres dans la base de donnes.

Sil trouve que les informations sont identiques il lui envoie lensemble des liens des

serveurs locaux qui lui correspondent et ca aprs avoir envoy ces informations aux serveurs

locaux concerns.

Sinon il lui envoie une page derreur disant que les informations envoy sont errones

36



3.3.4.2 Avantages et inconvnients:

Les avantages de ce principe de redirection sont que le serveur central peut garder la main

sur la communication entre le client et le serveur local. De plus, le client a toujours besoin de

passer par le serveur central pour accder au serveur local

Pour plus de dtails voir lAnnexe6

3.4 REALISATION DES DIFFERENTS MODULES

Dans cette partie, nous allons vous exposer dans un premier temps le module

didentification et dacquisition. Dans un second temps, nous aborderons le module de diffusion.

Enfin, nous traiterons le module dintrusion.

3.4.1 Ralisation du module identification et acquisition

3.4.1.1 Objectif

Arriver identifier toutes les webcams branches sur la machine et acqurir les flux qui y

transitent. Le travail avec le multimdia prsente plusieurs chalenges. Les flux Multimdias

contiennent une grande quantit de donnes qui doivent tre traites trs rapidement. Audio et

vido doivent tre synchronises dune sorte qu'il dmarre et s'arrte en mme temps, et joue au

mme taux. Les donnes peuvent provenir de plusieurs sources, y compris les fichiers locaux, les

rseaux informatiques, les missions de tlvision, et des camras. De plus, ils proviennent d'une

varit de formats, tels que Audio-Vido Interleaved (AVI), Advanced Streaming Format (ASF),

Motion Picture Experts Group (MPEG), et de Digital Video (DV). Enfin, Le programmeur ne

sait pas l'avance quel matriel sera prsent sur l'utilisateur final du systme.

3.4.1.2 Etude des solutions possibles

A. JMF (Java Media Framework) :

37



JMF est une API Java permettant de manipuler aisment toutes sortes de contenus

multimdia avec Java tels que du son ou de la vido. Elle offre les outils ncessaires pour faire de

lacquisition, du traitement et du transport de mdias bass sur le temps. Lavantage est de

pouvoir concevoir des applications utilisant des lments multimdias (Webcam, micro,

vidos) et pouvant sexcuter sur diffrentes plates-formes logicielles (principalement

Windows et Linux). La version actuelle de JMF est la 2.1.

Cette API est une initiative de SUN qui souhaite apporter une solution time-based media

processing (traitement de media bas sur un timeline) Java. Les mdia bas sur le temps sont

des donnes qui changent par rapport au temps. Nous les retrouvons bien entendu dans les vidos,

laudio, les squences MIDI et autres animations.

Pour plus de dtails, voir Annexe1.

Cependant, JMF ne fait pas de distinction entre les diffrentes webcams installes sur la

machine, Il les prend toutes pour : vfw:Microsoft WDM Image Capture (Win32):0 . Du coup,

on ne peut en utiliser quune seule la fois, sans mme pouvoir la spcifier.

Nous nous sommes alors orients vers une deuxime solution, lAPI FMJ Project.

B. FMJ Project (Freedom for Media in Java):

Projet Open-source dans le but de fournir une alternative JMF. Comme il est compatible

avec JMF, on peut lutiliser avec du code JMF existant. Cependant, certaines parties du projet

sont encore au cours de dveloppement, donc il peut y arriver quon se trouve devant plus de

travail faire.

Pour plus de dtails, voir http://fmj-sf.net/

Cette solution produisait des rsultats partiellement satisfaisants dont on a pu dtecter et

distinguer les diffrentes webcams installes sur la machine, mais le problme quon a rencontr

est que mme si la webcam nest pas branche, on reoive les informations la concernant (Pilotes,

formats supports, ). Nous avons donc laiss tomber cette API, et nous avons dcouvert lAPI

DirectShow.

38



C. DirectShow :

DirectShow (parfois abrg en DS ou dshow), est une API multimdia dveloppe par

Microsoft afin de permettre deffectuer diffrentes oprations avec des donnes mdias. Il

remplace lantrieure technologie Vido For Windows de Microsoft.

Bas sur le framework Microsoft Windows Component Object Model (COM), DirectShow

fournit une interface commune pour les mdias dans de nombreux langages de programmation.

Architecture de lAPI DirectShow :

DirectShow divise une tche complexe de multimdia (par exemple : lecture vido) en une

squence de traitements fondamentaux connus sous le nom de filtres (la figure(1)). Chaque filtre

reprsente une tape dans le traitement des donnes, il a des entres et / ou des broches, des

sorties (output pins) qui peuvent tre utilises pour connecter un filtre a dautres filtres. Le

caractre gnrique de ce mcanisme de connexion permet aux filtres de se connecter de

diffrentes manires afin dimplmenter les diffrentes fonctions complexes. Pour implmenter

une tche complexe, le dveloppeur doit d'abord construire un filtre graphique en crant des

instances de ces filtres, et puis connecter l'ensemble des filtres.

39



Figure 15. Architecture de lAPI DirectShow

Comme le montre ce schma de la figure 15, les filtres de DirectShow communiquent avec

une grande varit de dispositifs, y compris le systme de fichier local, TV tuner et les cartes de

capture vido, les codecs VfW, l'affichage de vido (par le biais de DirectDraw ou GDI), et la

carte de son (par le biais de DirectSound). Ainsi, DirectShow isole l'application de beaucoup de

la complexit de ces dispositifs. Elle fournit galement des filtres de compression et de

dcompression de certains formats de fichiers.

Pour plus de dtails sur directshow, voir annexe2

DSJ :

DSJ (DirectShow Java wrapper) est une API Java ddie aux applications multimdias. Elle

permet dutiliser en langage Java toutes les fonctionnalits de lAPI DirectShow. A titre

dexemple, DSJ permet de lire et dencoder un trs grand nombre de formats mdia. On peut

aussi exploiter tout le matriel (priphriques) que les applications natives y accdent via

DirectShow. Ce projet connait une volution permanente et est utilis de nos jours dans

diffrentes applications. La classe principale de cette API est DSFilterGraph reprsentant les

filtres pour DirectShow.

40



3.4.1.3 Acquisition du media avec DSJ

La Classe DSFiltergraph

La hirarchie et la structure

java.lang.Object

java.awt.Component

java.awt.Canvas

de.humatic.dsj.DSFiltergraph

Elle possde des classes filles ddies aux diffrents cas dutilisation dun flux multimdia :

DSCapture (que nous avons utilise) : Pour accder aux priphriques de capture Audio et

Vido du systme.

DSMovie : Pour le traitement de la vido, son dition et son encodage.

DSStreamBufferGraph : Pour les applications interagissant avec la tlvision.

DSVcam : Traitement des codeurs standards pour camras (DVcamcoders).

DsDVD : Lire et interagir avec des Dvds.

DsGraph : Classe de base pour des traitements de bas niveaux.

DSHDVTape : Pour les camras mpeg HDV et les lecteurs D-Vhs.

Et dautres

Fonctionnement

DSFiltergraph fournit diffrents modes de rendu qui dterminent comment la sortie (output)

video du filtergraph sera intgre dans linterface graphique (GUI).

41



La version dsj 0-8-5 fournit des fonctionnalits plus avances, notamment

DirectShowFilters permettent dinsrer partir de java des donnes dans DirectShow, on

peut par exemple dessiner au dessus dune vido, la crer, Ainsi, cette version a introduit un

nouveau package ddi limplmentation de protocoles pour les applications rseaux, tels que

RTSP (Real Time Streaming Protocol) et RTMP (Real Time Messaging Protocol)

Enfin, DSJ est facile dployer, a consiste en deux fichiers : dsj.dll (Dynamic Link

Library) et dsj.jar (Java Archive) qui font peu prs 1,2 MB au total. Elle peut tre utilise tout

niveau : local, application web, applet, ct serveur et marche sur toutes les versions rcentes de

Windows (vista incluse).

NB : la version minimale requise du JRE pour utiliser DSJ est la 1.4.

Pour plus de dtails sur lAPI DSJ, voir Annexe3.

DSCapture

DSCapture utilise la classe DSFilterInfo pour grer les dispositifs de capture, leur sorties et

les formats quils supportent. La mthode QueryDevices() de la classe DScapture retourne un

tableau de 2 lignes :

DSFilterInfo[][] dsfi = DSCapture.queryDevices();

La premire contenant, sous forme de structures, toutes les informations ncessaires sur les

priphriques de capture vido installs mais aussi branchs sur la machine.

Ces informations comprennent :

PIN ID :

Identifiant associ chaque priphrique de capture vido (webcam), il permet de

distinguer les webcams les unes des autres.

PIN name :

nom du pilote du priphrique.

Formats :

tous les formats supports.

42



La deuxime contenant les priphriques de capture audio (tel que micro, ) que nous

nutiliseront pas dans notre cas.

Le fragment de code suivant montre comment on cre les objets DSFiltergraph qui vont

nous permettre par la suite dacqurir les flux transitant sur les diffrentes webcams :

La mthode getImage() dfinit dans la classe DsFilterGraph retourne limage instantane

du flux sur la webcam.

BufferImage bi = dsfg[numWebcam].getImage();

En dautres termes, cette mthode permet de convertir un flux vido un instant donn en

un objet Image.

public void createDataSources() {

// rcupration des priphriques disponibles

dsfi = DSCapture.queryDevices();

nbre_webcams = dsfi[0].length-1;

//on cre autant dobjets DSFiltergraph que de webcams

dsfg = new DSFiltergraph [nbre_webcams];

/** on impose le format 320 * 240 */

for(int i=0; i< nbre_webcams; i++){

dsfi[0][i].getDownstreamPins()[0].setPreferredFormat("320 * 240");

}

dsfg[i] = new DSCapture(0, dsfi[0][i], false, null, this);

}

/** DSCapture(int flags, DSFilterInfo videoDeviceInfo,

* boolean captureAudioFromVideoDevice, DSFilterInfo audioDeviceInfo,

* java.beans.PropertyChangeListener pcl);

* Creates a DSCapture object that uses the supplied video & audio devices

* and renders according to the set bits in the int parameter

* (see DSMovie constant fields).

*/

43



Ces images seront envoyes sur le rseau et affiches sur linterface du client (applet), lune

aprs lautre et de faon continue, ce qui donnera limpression de visualiser une vraie vido.

3.4.2 Ralisation du module diffusion

3.4.2.1 Objectif

Il est important de savoir dans un premier temps quels sont les besoins de bande passante.

La compression du trafic rsulte d'un arbitrage entre le niveau de bande passante, l'espace de

stockage ncessaire, la qualit des flux vido et les cots de compression.

Une forte compression allge les besoins en bande passante et en espace de stockage, mais pse

sur la qualit d'image.

Le format MPEG-4 est adapt la majorit des applications de Surveillance IP. Le MJPEG est

nanmoins plus pertinent lorsque l'accent est mis sur la qualit des images (constitution de

preuves par exemple) et offre l'avantage d'conomiser en matire de camra vido.

La consommation classique de bande passante pour un flux vido sera de 8 Ko par trame

(MPEG-4 en VGA) et jusqu' 450 Ko par trame pour du MJPEG en rsolution 2084x1536. Les

vidos seront proposes avec 10 15 trames par seconde (au minimum) ce qui implique une

consommation de 64 Kbps 34 Mbps.

Une vido trs haute rsolution risque d'accaparer la totalit de la bande passante.

En rsum : La compression MPEG-4 offre une excellente qualit d'image mais il faut

prfrer un format plus lger pour un stockage plus important.

A savoir : Si la vido surveillance puise dans les ressources du rseau de l'entreprise (elle

peut en fonction de la formule adopte tre externalise), l'engorgement du serveur de stockage

risque de paralyser l'utilisation des outils informatiques.

Cette congestion peut survenir suite un mauvais paramtrage du niveau de compression et

du nombre d'images par seconde des camras. Pour viter de gnrer des flux trop importants, il

est ncessaire de veiller la dfinition de l'image souhaite en fonction des capacits du rseau

emprunt.

44



3.4.2.2 Fonctionnement

Le fonctionnement est relativement simple, le programme intervalles rguliers, capture

via la o les webcams une image, puis la compresse en MJPEG et enfin l'envoie sur le rseau.

Il suffit ensuite d'afficher une page html partir du serveur de vidosurveillance (donc

depuis n importe o dans le monde) qui va afficher l'image correspondante.

1) On choisit un format d'image de taille minimale mais offrant une qualit acceptable:

VGA: 640*480, format par dfaut pour certaines webcams, la taille de limage est de

16KB envions

CIF: 320*240, (celui quon a choisit), la taille est entre 2 et 3KB.

QCIF: 160*120, prend 4 fois moins taille que le CIF.

De ce fait on gagnera dune part en qualit dimage et dautre part en taille des objets

envoys sur le rseau.

2) Frame Rate (nombre d'images par seconde) : de 25 30 images/s.

Remarque : Le taux denvoi des images affectera dun ct le serveur en nombre

dinstructions excutes et dterminera, de lautre ct (client), la qualit de la vido. Il va falloir

donc faire en sorte de minimiser ce taux tout en gardant une qualit de vido acceptable (24

images/seconde au minimum).

3) Enfin la compression : on a choisit le MJPEG.

45



3.4.2.3 Choix du protocole utilis pour le transfert du flux vido

Un des intrts majeurs de l'Internet Multimdia est de pouvoir effectuer un Streaming du

flux de donnes.

Le Streaming consiste dcouper les donnes en paquets dont la taille est adapte la

bande passante disponible entre le client et le serveur. Quand le client a reu suffisamment de

paquets (bufferring), l'application cliente commence jouer un paquet, dcompresse un autre et

reoit un troisime. Ainsi l'utilisateur peut avoir le flux multimdia sans avoir tlcharger tout

le fichier. Toutefois, il y a un retard du la bufferisation.

Version 1 : Utilisation du protocole TCP :

Rappel : La srialisation consiste crire des donnes prsentes en mmoire vers un flux de

donnes binaires.

Un objet Image nest pas seriablisable, mais un objet ImageIcon lest. On va donc convertir

les images obtenues en ImageIcons pour pourvoir les srialiser dans le flux a destination de

lApplet. Ensuite pour lenvoi au client via la socket, on utilise la mthode writeObject(icon); de

lObjectOutpoutStream dans lequel on encapsule les donnes envoyer sur la socket. Enfin, du

cot applet (client), on rcupre les imageIcons, on les convertit en Images et on les affiche sur

lapplet lune aprs lautre.

Problme : affichage trs lent, non temps rel !

Pour plus de dtailles voir lannexe 4

46



Version 2 : optimisation de la diffusion avec le protocole RTSP :

o Pourquoi RTSP ?

RTSP (Real Time Streaming Protocol) permet de contrler la distribution de flux

multimdias (streaming) sur un rseau IP. C'est un protocole de niveau applicatif prvu pour

fonctionner sur des protocoles tels que RTP/RTCP et RSVP. Les flux peuvent provenir soit de

clips stocks soit d'une source temps rel (camra, micro).

RTSP a t dvelopp par Real Networks, Netscape et l'Universit de Columbia. Il est

implant sur les produits de ces socits.

o Quelles sont les fonctions de RTSP ?

RTSP offre des fonctions de type magntoscope distance (lecture, pause, avance rapide,

rembobinage rapide, arrt...). Il peut tre utilis pour rechercher un mdia sur un serveur de

mdias, inviter un serveur de mdias rejoindre une confrence (dans le e-learning par ex), ou

ajouter un mdia une prsentation existante.

RTSP peut tre utilis aussi bien dans des applications unicast que multicast, et peut

contrler et synchroniser plusieurs flux audio ou vido. Il ne fournit pas lui-mme le flux qui est

la charge d'autres protocoles comme RTP. Il n'y a pas de notion de connexion dans RTSP, bien

que le serveur maintienne une session ayant un identificateur.

Une session RTSP ne correspond pas une connexion de transport comme TCP. Durant

une session, RTSP peut ouvrir et fermer plusieurs connexions de transport chaque requte.

RTSP est donc bas sur le protocole RTP.

47



o RTP (Real-Time Transport Protocol)

RTP est un protocole de communication informatique. Ce n'est pas un rel protocole de

transfert, puisqu'il utilise l'UDP. Le TCP n'tant pas multicast et ne permettant pas un envoi

immdiat de flots de donnes. Il n'est pas non plus vraiment temps-rel par lui-mme (les rseaux

actuels comme l'Ethernet n'tant pas temps-rel puisqu'il n'y a pas de dlai maximum garanti),

mais sera utilis avantageusement sur un rseau temps rel (par exemple un rseau ATM bande

passante garantie, un canal optique, une radiodiffusion, ou un canal satellite).

Il accorde des fonctions temporelles en tant que service pour des applications multimdia,

comme la voix sur IP pour la tlphonie sur Internet ou la diffusion de contenus vido en direct.

Il ajoute un en-tte spcifique aux paquets UDP pour informer sur le type de mdia transport, le

squencement et la synchronisation des datagrammes, afin que le rcepteur puisse dtecter les

datagrammes perdus sur le rseau ou incorrectement reus, et puisse ventuellement reconstituer

un flux continu.

RTP est unidirectionnel et peut tre utilis pour la diffusion (multicast). Il est alors

extrmement conomique en termes de ressources rseau pour servir un grand nombre de

rcepteurs, ce qui permet d'augmenter considrablement le dbit utile et la qualit de codage du

contenu.

Il peut ventuellement tre utilis conjointement avec un canal de retour (feedback) sur la

qualit de service (QoS) via RTCP (Real-Time Transport Control Protocol), ngoci

indpendamment (voir RTSP). Ce feedback peut par exemple informer l'metteur sur les

proprits temps-rel du canal, l'tat du tampon du rcepteur, ainsi que demander des

changements de compression/dbit pour les applications multimdia par exemple (dans ce cas, les

donnes manquantes pourront tre transmises via Unicast).

Pour la diffusion en masse cependant (flux en direct, radiodiffus), cette voie de retour n'est

gnralement pas utilise, mais le contenu est transmis plusieurs fois en parallle avec un

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dcalage temporel suffisant pour pallier les interruptions temporaires de qualit de rception,

mais n'excdent pas les limites des tampons des rcepteurs (normalement pas plus d'une

quinzaine de secondes d'cart). Le rcepteur peut alors reconstituer et rordonner la squence

complte afin d'obtenir un flux continu sans perte.

Pour les contenus protgs valeur ajoute, l'absence de voie de retour implique

l'utilisation de cl de dchiffrement du contenu, que le rcepteur doit ngocier sparment avec

l'metteur (chacun peut recevoir facilement le contenu chiffr simplement en se connectant au

routeur de diffusion). RTP lui-mme ne s'occupe pas du chiffrement et transporte le contenu de

faon transparente.

RTP est la version normalise internationale de l'ancien protocole propritaire RDP

(initialement cr pour Real Player) en voie d'obsolescence.

Le protocole SRTP (acronyme de Secure Real-time Transport Protocol) est le pendant

scuris (chiffr) de RTP.

3.4.3 Ralisation du module intrusion

3.4.3.1 Introduction au traitement dimages

3.4.3.1.1 Prsentation

Depuis la fin des annes 90, la numrisation des contenus et la progression de puissance des

ordinateurs ont rendu possible le traitement en temps rel des images de la vido pour en extraire

des interprtations (que voit-on limage, que se passe-t-il, qui va o, etc.). Dabord effectus en

noir et blanc, puis en couleur, ces traitements ont commenc sortir des laboratoires de recherche

dans cette priode, et ont constitu des solutions exploitables, dabord pour la surveillance

routire, puis pour la surveillance de personnes et dobjets, et aussi pour la biomtrie faciale, etc.

Une squence vido numrique peut tre lue et manipule par un programme sur un

ordinateur en tant que flot dimages annotes (date, numro dimage, ).

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Chaque image de ce flot est constitue de pixels (terme issu de la contraction des mots

anglais picture elements ) qui constituent autant de points caractrisant la taille/rsolution de

limage. Les capteurs dimages lorigine de la vido caractrisent le nombre de pixels de

largeur et de hauteur des images quils engendrent; ce sont dailleurs des paramtres importants

lors du choix dun capteur puisquils vont conditionner la rsolution laquelle on voit les dtails

de limage, une fois numrise.

On trouve sur le march des capteurs produisant des images vido de tailles trs varies par

exemple 160x120, 320x200, 288x352 (nomm CIF), jusqu 800x600, 576x704 (4CIF),

1000x100. Plus il y a de pixels, plus riche est linformation produite. Chaque pixel est en gnral

reprsent par une ou quelques valeurs entires qui codent son intensit (en noir et blanc et en

camra thermique/infrarouge) et, dans le cas de la couleur, sa chromaticit et sa saturation.

Les reprsentations les plus couramment utilises dans les traitements numriques de

limage sont le mode RGB (pour lequel un pixel est reprsent par trois entiers dont la valeur

caractrise le poids des couleurs Rouge, Vert (Green) et Bleu associes au pixel) et le YUV (pour

lequel il sagit de la chromaticit, la saturation et lintensit).

3.4.3.1.2 Comment comparer deux images

Pour comparer deux images dune vido, on sappuie simplement sur le fait que les images

successives dune vido sont la plupart du temps toutes de la mme taille, et donc on compare un

un les pixels dans lordre ligne x colonnes .

Tous les pixels comportant une valeur diffrente dune image lautre appartiennent la

diffrence entre les deux images. Cependant, comme les capteurs sont des quipements physiques

imparfaits, les images successives dun mme plan vido (mme clairage, camra immobile, )

prsentent en gnral de lune lautre de trs petites diffrences dues des incertitudes ou des

erreurs de mesure effectues par le capteur : tous ces alas ont t regroups, quelle que soit leur

cause, dans un terme quon appelle bruit .

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Le bruit dun capteur dpend de ce capteur mais aussi de loptique, des composants

lectroniques de la camera, de la chane de numrisation utilise, jusqu disposer de limage

numrique, qui une fois labore est transporte avec des protocoles assurant son intgrit par des

mcanismes de vrification (checksum), et de rptition en cas derreur la transmission.

Pour en revenir la diffrence entre deux images, en gnral les carts constats par une

constante (appele seuil) place trs au dessus de la valeur moyenne du bruit, ce qui permet de

dtecter des diffrences plus certaines entre les deux images, c'est--dire des diffrences qui sont

valides dans le monde rel, au-del du bruit du capteur.

3.4.3.1.3 La dtection de mouvement, les diffrentes techniques:

Les camras numriques prsentes sur le march cotent de moins en moins cher, et leur

encombrement est de plus en plus rduit. Paralllement, la puissance de calcul des ordinateurs

actuels permet denvisager srieusement le traitement automatique en temps rel de squences

vido. Cest pourquoi les industriels ont aujourdhui tendance opter pour des solutions base de

vision artificielle pour rsoudre des problmes qui taient auparavant traits par dautres

procds, tels que la surveillance par un oprateur humain ou lutilisation de capteurs plus

mcaniques. Quelle que soit lapplication, la premire tche dun systme danalyse de squences

vido est toujours la dtection de mouvement, et si possible, la dtection des objets

(segmentation) mobiles.

La difficult de cette tche est trs variable selon les conditions dacquisition, la prcision

et la rapidit du traitement escomptes. Une liste relativement exhaustive des difficults lies

lacquisition et au contenu de la scne.

Pour dtecter un mouvement dans une squence vido, on peut utiliser diffrentes

techniques qui sont toutes issues de la recherche dans les disciplines du traitement dimages, du

traitement du signal, et de lintelligence artificielle :

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o La technique du flot optique (Horn et Schunck, 1981) : permet la mise en uvre dune

analyse globale du mouvement laide dune quation reliant la variation dintensit

lumineuse en un point avec la vitesse de dplacement de ce point. Cette technique permet

danalyser des scnes dont la totalit de limage est en mouvement, et dy distinguer des objets

en mouvement relatif les uns par rapport aux autres. Cette technique est utilise en mto

(analyse et mesure des mouvements des nuages, des cyclones), et en aide la conduite de

vhicules (dtection et analyse des objets mobiles devant le vhicule : autres voitures,

pitons).

o La technique de limage de fond (Wren, Pentland, 1996) : se limite aux camras en

position fixe et permet, grce la mise en place et la mise jour permanente dune image du

fond vide, de distinguer des objets mobiles par diffrence ce fond.

o La technique des points caractristiques (C. Schmid, R. Mohr, 1997) : se concentre sur la

recherche de points caractristiques dans limage (J. Harris, 1988, points de limage aux

caractristiques fortement marques : coins, bords, puis par extension centres de rgions) et

recherche leur correspondants dune image lautre pour en dduire un mouvement, et pour

regrouper ensemble les points proches ayant un mouvement cohrent.

Toutes ces techniques sont sensibles au bruit du capteur et ncessitent des traitements

complmentaires, comme par exemple le filtrage, pour fonctionner de faon satisfaisante.

3.4.3.2 Identification de lintrusion : Implmenter la technique dimage de

fond (background subtraction).

Le modle le plus simple pour identifier une intrusion consiste considrer chaque instant t que

limage au temps t-1 reprsente limage de fond, et que les zones en mouvement sont celles qui

ont chang dapparence entre t-1 et t. En d'autres mots, il sagit de comparer un pixel i de limage

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au temps t avec le pixel i de limage de fond au temps t-1, sil ya une diffrence (suprieure au

seuil) entre ces deux pixels ca veut-dire quil ya un changement.

Afin danalyser et comparer les images, on va se baser sur les niveaux de rouge vert et

bleu (RGB) de chaque pixel de limage.

Pour rcuprer les pixels dune image on utilise un objet non spcifique DSJ mais qui est

fournit par le JDK le PixelGrabber, voir Annexe5

A partir de cet objet, on va remplir un tableau de pixels ayant la taille de limage (width *

height).

Le fragment de code ci-dessous montre clairement comment a marche.

/* Create a PixelGrabber object to grab the (x, y, w, h) rectangular

* section of pixels from the specified image into the given array. */

grab1 = new PixelGrabber(img1, 0, 0, 320, 240, pixels1, 0, 320);

grab2 = new PixelGrabber(img2, 0, 0, 320, 240, pixels2, 0, 320);

/* Request the Image or ImageProducer to start delivering pixels and

wait for all of the pixels in the rectangle of interest to be

delivered.*/

try {

// we grabbe to be sure that the Image has finished loading

grab1.grabPixels(); //: boolean

grab2.grabPixels();

}

catch (InterruptedException ie) {

System.err.println("impossible de grabber les pixels de l'image");

}

// on recupere la moyenne des 3 couleurs pour les 2 images

getColors(pixels1, colors1);

getColors(pixels2, colors2);

//Actions a executer en cas de mouvement

if (imageChanged(colors1, colors2)){

//Changement dtect entre img1 et img2

}

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La mthode getColors calcule les moyennes des trois couleurs R, G et B et les stocke dans

un tableau colors.

/* on cumule les niveaux de chaque couleur en parcourant le tableau pixels */

Color pixelColor = new Color(pixels[i]);

Int red = red + pixelColor.getRed();

//on calcule la moyenne de chaque couleur

red = red / imageSize;

colors[0] = red

La mthode ImageChanged vrifie si la diffrence entre les couleurs de limage1 et celles

de limage2 est suprieure au seuil, et retourne true le cas chant.

3.4.3.3 Gestion des intrusions

Concernant la gestion des intrusions de notre application, nous avons choisi de dvelopper

plusieurs solutions. Nous verrons dans un premier temps lenregistrement de squences vido.

Dans un second temps, nous vous exposerons comment se droule lenvoi de SMS. Enfin, nous

nous pencherons sur lenvoi demail.

Enregistrement de squences vido :

Une premire ncessit et de pouvoir garder une trace de tout ce qui sest pass lors de

lintrusion. En dautres termes, avoir la possibilit de sauvegarder des squences vido qui

pourront servir de preuves au cas de vol par exemple.

A linstar de lAPI JMF, DSJ nous permet denregistrer de la vido depuis une webcam.

Cependant, on ne peut pas sen servir (de DSJ), car la webcam sera dj en cours dutilisation par

lapplication sur le serveur de vidosurveillance et donc ne peut pas tre utilise par deux

applications simultanment.

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Solution : exploiter les images captures et envoyes sur le rseau.

Ds la dtection dun mouvement, on continue (*) la sauvegarde des images dans un

rpertoire pendant une dure donne, ensuite on gnre une vido depuis ces images.

Un autre problme tait le fait de rater les (quelques) premires images qui prsentent un

changement, et donc la vido enregistre ne commencera pas exactement par la 1re

image

montrant le 1r

changement.

Solution : Lobjet ImagesComparator charg de dtecter les mouvements fonctionne comme

suivant :

Une fois activ, il enregistre un certain nombre dimages (une vingtaine par exemple)

successives et nen compare que les 6 dernires.

Deux cas peuvent se prsenter :

Sil ny a pas dintrusion, il crase les images par dautres nouvelles et recommence le

processus.

Sinon, il annonce lintrusion et continue (*) lenregistrement dimages. De ce fait, les 20

images prises auparavant vont servir avoir peu prt 200 ms avant lintrusion et donc on

verra ce qui sest pass depuis le dbut.

Envoi dSMS :

Pour lenvoi dSMS depuis une application java, une solution est davoir un abonnement

avec un operateur tlphonique fournissant le service denvoi dSMS via internet.

o Comment a marche ?

On leur envoi un e-mail contenant les donnes de lSMS (texte et destinataires) et puis leur

service soccupe de transmettre le message ses destinataires.

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Envoi de-mail en utilisant lAPI JavaMail :

JavaMail est une technologie java pour envoyer et recevoir des emails.

Ce n'est pas un serveur de mails, mais un outil pour interagir avec le serveur de mails.

Les applications dveloppes avec JavaMail peuvent tre ainsi comparables aux diffrentes

messageries que l'on rencontre tel quOutlook, Lotus, Eudora...

Cest une API qui permet donc d'utiliser le courrier lectronique (e-mail) dans une

application crite en java (application cliente, applet, servlet, EJB... ).

JavaMail est trs facile utiliser, elle fournie une souplesse qui permet de la faire voluer et

de rester le plus indpendant possible des protocoles utiliss

Pour envoyer ou recevoir des messages, JavaMail utilise diffrents protocoles comme smtp,

Imap, Mime, MNTP... Dans notre cas on sintresse seulement au protocole SMTP qui permet de

transfrer le courrier vers un serveur de messagerie lectronique.

La seule exigence est donc de disposer dune adresse de serveur SMTP.

Deux possibilits :

Demander ladresse du serveur SMTP au FAI (fournisseur daccs internet).

Installer un serveur SMTP sur la machine (exemple : QuickServerSMTP).

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3.4.4 Ralisation du module authentification et redirection

La communication et la diffusion de la vido sur rseau local ou public sont scurises et la

connexion ou camra rseau stablie en trois tapes :

Authentification

Lutilisateur doit sidentifier sur le rseau local (intranet) ou distance (internet). Pour ce

faire, certaines donnes didentit sont communiques au rseau ou au systme, comme par

exemple un nom dutilisateur et un mot de passe.

Autorisation

Autoriser et accepter lauthentification automatiquement, puis vrifier lidentit de

lutilisateur par rapport aux informations contenues dans la base de donnes de la camra rseau.

Si lutilisateur est authentifier alors il aura laccs pour visualiser la vido en temps rel sur sont

PC distant.

Confidentialit

VPN et SSL sont les mthodes utilises pour assurer la confidentialit et la scurisation du

canal qui transporte les donnes vido. Tableau comparatif entre la vidosurveillance traditionnel

et la vidosurveillance sur IP : Une infrastructure reposant sur la technologie IP offre aux

utilisateurs une multitude davantages rduisant ainsi les cots dinvestissement lis la

vidosurveillance.

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3.5 PRESENTATION DU PROTOTYPE

3.5.1 Accs au systme : linterface web

Documents

Rapport pfe