Une intelligence artificielle pour les vitraux de la cathédrale Notre Dame de Chartres

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L’application d’intelligence artificielle sera conçue pour les smartphones et les tablettes iOS et Android. Elle permettra aux visiteurs de découvrir la cathédrale de Chartres et ses plus beaux vitraux en haute définition.
Entièrement gratuite, elle sera disponible en trois langues : français, anglais, allemand.

L’application va répondre à un double enjeu :

  • recentrer la découverte de la cathédrale sur ses plus beaux vitraux, mais aussi les vitraux méconnus
  • favoriser la découverte du musée associé.

Deux exemples concrets :

Les enfants

La découverte de la cathédrale par les enfants n’est pas toujours simple. Les vitraux restent abstraits, car les détails n’en sont pas très visibles.

En 2020, 92% des enfants possèdent un téléphone portable et ils passent la majorité du temps à jouer ou à échanger sur les réseaux sociaux.

En faisant télécharger l’application par les enfants, les enseignants et les parents disposeront d’un outil ludique pour les aider à découvrir les vitraux. Ils pourront même leur proposer de chercher des détails sous forme de jeu.

Les visiteurs

Une visite guidée n’est pas toujours possible pour un grand nombre de visiteurs. De fait, avec l’application, ils pourront organiser leurs parcours et comprendre l’histoire des vitraux qui les marquent le plus.

Présentation fonctionnelle de l’intelligence artificielle

Par étape, l’utilisateur pourra effectuer les opérations suivantes :

  1. Prendre une photo via l’application sur son smartphone du vitrail qui l’intéresse ;
  2. La photo est reconnue par l’IA qui traite l’information.
  3. La photo du vitrail est affichée avec un texte en dessous expliquant le vitrail. Un texte plus long et complémentaire peut être ajouté en cliquant sur un bouton « En savoir plus»
  4. Sur la photo du vitrail, des point d’intérêts ( POI ) sont indiqués sur lequel l’utilisateur peut cliquer.
  5. Le POI peut correspondre, par exemple, à un médaillon, un élément du décor, un personnage … Une page s’ouvre et l’utilisateur peut lire l’explication correspondant à l’élément.
  6. Le vitrail pris en photo est sauvegardé sur le téléphone de l’utilisateur. Il pourra le visionner plus tard s’il le souhaite.

Les points forts de l’intelligence artificielle :

Une solution unique pour découvrir l’histoire de ce que vous voyez.

Une solution de reconnaissance en temps réel des vitraux, basée sur l’intelligence artificielle (IA). L’objectif est de permettre à un visiteur de faire correspondre sa photographie d’un vitrail à la base de données pour retrouver les informations.

La solution est spécialement entraînée pour reconnaître les vitraux photographiés en s’affranchissant des contraintes météorologiques (cathédrale baignée de lumière ou assombrie par un orage), de prise de vue (prise de vue de biais, d’en bas, plus ou moins éloignée, etc.) et de qualité des objectifs et zooms utilisés.

Une base de données des vitraux qui va s’enrichir progressivement au fil des mois, jusqu’à intégrer tous les vitraux de la cathédrale.

Intelligence artificielle - Présentation

Au lancement

Dans sa première version,  l’application d’intelligence artificielle présente un menu constitué principalement des éléments suivants:

  • Des informations pour la visite de la cathédrale : présentation, adresse, horaires d’ouverture, disponibilité des visites guidées ;
  • Des informations  pour la visite du musée du Vitrail : présentation, adresse, horaires d’ouverture, plan d’accès, lien sortant vers le site web du musée ;
  • La découverte des vitraux avec la reconnaissance automatique des vitraux ;
  • La visite de la cathédrale avec l’aide d’un plan interactif en 2D, pour naviguer d’un point d’intérêt à un autre et se repérer dans l’espace.

Techniquement

Une approche basée sur les dernières technologies, garante d’une exploitation fiable. L’application sera développée en utilisant la technologie Ionic constituant une solution multi-plateformes dite « hybride » pour déployer des applications à la fois sur iOS et Android, à partir d’une même base de code.

Le cœur de l’application sera développée en React et Typescript.

Une attention particulière sera apportée à garantir une grande qualité des images des vitraux, tout en limitant leur poids dans l’application, de manière à ne pas en freiner le téléchargement par les visiteurs.

Focus sur le Deep Learning

Le Deep Learning (ou apprentissage automatique) fait partie de la grande famille des technologies liées à l’intelligence artificielle. Il s’agit d’une branche de l’algorithmique dans laquelle une partie des opérations listées n’est pas écrite par le programmeur, mais découle d’une phase d’observation statistique automatisée d’un jeu de données : l’apprentissage (ou training).

La reconnaissance des vitraux s’appuie sur une solution de Deep Learning dédiée aux images et destinée à entrainer une fonction de calcul entre des points pris en photo, et des points de référence.

L’entraînement de cette fonction, chronophage, se fera en amont de l’utilisation par les visiteurs de la cathédrale, avec des exemples de prises de vue sur un échantillon représentatif de photographies.

La fonction de Deep Learning sera ensuite exécutée directement dans l’application in situ pour permettre la reconnaissance du vitrail. Cela sans nécessiter une connexion internet vers des serveurs de calcul.

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