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La photogrammétrie numérique combinée avec la

1. j MN A n AM D IN m j i vi LN Position 3 B Distance 640m H i Temps 3 135 s WA j hag Position 2 Distance 436m J M Temps 2 09 s Position 1 u Distance 21 6 m H Temps 1045s A N I Position 0 Distance 0m 4 Temps 0s m EU ND A e w D PF Plan 13 38 28 13 38 29 13 38 30 13 38 31 Fic 6 9 Illustration des 4 orthoimages obtenues partir des images provenant de la cam ra de surveillance avec la distance et l intervalle de temps mesur es d informations visuelles particuli res sur les images et le fait que les mesures peuvent tre faites uniquement sur un plan ou verticalement selon les conditions 120 Chapitre 6 L analyse et l exploitation des donn es Le cas de l accident de la circulation a t trait avec le logiciel de photogramm trie MSR de RolleiMetric Contrairement l algorithme d velopp avant le logiciel MSR tient compte des d for mations dues aux distorsions caus es par le syst me de prise de vue Pour pouvoir transformer les images en orthoimages plusieurs approches sont envisag
2. 0 0286 mm 0 0242 mm 0 0084 mm Lips 0 0571 mm Bilder 75 a Punktewolken 1 1 805 a Geometrieele 1 Linien 1 ETC NE Info Log Features Allgemein Alle Punkte Sichtbare Punkte Selektierte Punkte 232 3548 386 2182 327 233 1279 988 2733 161 0 251 0 051 0 021 240 3177 582 2049480 0 208 0 020 0 019 244 2228 126 1905 416 0 098 0 035 0 018 246 509 017 2561 861 0 197 0 094 0 080 250 1721 952 1434 909 0 198 0 110 0 098 252 3519 477 2786 890 0 208 0 131 0 096 253 1677 405 2107 661 0 193 0 027 0 023 261 1636 943 1847 051 0 113 0 041 0 009 268 1745 113 1204 041 0 130 0 069 0 006 272 1260 606 2804 698 0 162 0 115 0 052 277 2325 926 2769 895 0 136 0 153 0 148 280 3036 326 1978 786 0 142 0 047 E Speicher 637 2389 1027 MB m Es Linie L nge 309 370mm Richtung X 259 454mm t 15 916mm z 167 749mm Best Fit Minimum 77 314mm Maximum 82 133mm Sigma 51 946mm FIG 4 8 Image pr sentant le logiciel Tritop A gauche sont visibles les diff rents l ments du mod le et de la restitution photogramm trique En bas au centre une fen tre de visualisation d une image En bas droite une fen tre pr sentant la d finition des points homologues sur l image en question la recherche de ces points est effectu e automatiquement par le logiciel Au milieu une fen tre de visualisati
3. tempplot7 line PF1 1 temp2 1 PF1 2 temp2 2 color m tempplot13 line PF1 1 temp1 1 PF1 2 temp1 2 color m tempplot9 line PF2 1 X 1 PF2 2 X 2 color m tempplot10 line PF3 1 temp1 1 PF3 2 temp1 2 color m tempplot11 line PF2 1 Y 1 PF2 2 Y 2 color m tempplot12 line PF1 1 temp2 1 PF1 2 temp2 2 color m Yreal if loin 4 tempplot8 line point proch point 1 temp3 1 point proch point 2 temp3 2 color m LineWidth 2 XY cote Yreal pause 1 else tempplot8 line point loin point 1 temp3 1 point loin point 2 temp3 2 color m LineWidth 2 XY Yreal end end commandwindow pause 1 temps input n Another measure 1 y 0 n if temps 0 figure 1 titre strcat The calculated distance between X and Y is title titre s 1 else delete tempplotl tempplot2 tempplot3 tempplot4 tempplot5 tempplot6 tempplot7 temp plot8 tempplot9 tempplot10 tempplot11 tempplot12 temptext1 temptext2 end end gt num2str XY m e e ry1oA INS MS N ZO ISBN 2 940098 42 5
4. 3 5 4 L outil de camera matching L outil camera matching permet de d finir partir d un mod le 3D de la sc ne le point de vue th orique depuis lequel une photographie a t prise Pour utiliser cet outil il est n cessaire d avoir un mod le 3D d une sc ne ou d un objet ainsi qu une photographie du sujet r el Le camera matching va cr er une cam ra virtuelle un endroit pr cis de la sc ne 3D avec des param tres 37 3 5 Description de quelques outils intrins ques adapt s selon la meilleure concordance entre mod le 3D et image Il se base sur des principes photogramm triques utilis s pour effectuer le rel vement spatial Gergely 2003 Les tapes principales du travail sont les suivantes 1 sur le mod le 3D d une sc ne plusieurs points de r f rence sont situ s aux endroits qui sont galement visibles sur l image orienter Ces points vont faire office de points de calage 2 sur la photographie du sujet r el des points de r f rences sont fix s de mani res les faire correspondre avec les points de r f rence du mod le 3D 3 en activant l outil Camera matching une cam ra virtuelle est cr e dans le mod le 3D de la sc ne avec les param tres et la position qui correspondent le mieux aux l ments de l image en question Cet outil est utilis pour introduire un mod le 3D dans une image par exemple en architecture pour pr senter l impact d une
5. 115 6 3 L analyse des images Mesure sur un plan Mesure verticale Fia 6 6 Figure illustrant les diff rentes tapes du travail avec les deux algorithmes de mesures d ve lopp s avec Matlab fixation des points figure a d finition des mesures de calibration figure b d termination des points de fuite et de la droite de fuite figure c d finition de la distance mesurer figure d une grande distance entre les mesures de calibration et la distance mesurer une basse d finition de l image l orientation de la prise de vue peu surplombante la taille des mesures de calibration Pour plus de d tails sur ces tests voir Estoppey 2006 116 Chapitre 6 L analyse et l exploitation des donn es 6 3 3 Accident de la circulation estimation de la vitesse d un scooter Faits Un accident se produit sur une route quatre voies tr s fr quent e dont le trafic est en permanence enregistr par une cam ra de surveillance En freinant brusquement et en changeant de pr s lection une voiture fait un cart en direction d un scooter qui s appr tait la d passer En essayant d viter la voiture le scoot riste perd la ma trise chute et glisse sur la voie des v hicules arrivant en sens inverse une voiture le heurte et le tue sur le coup Mission D terminer la vitesse du scooter impliqu dans l accident Fia 6 7 Vue g n rale des lieux de l acciden
6. Color m MarkerSize 7 temptextl text X 1 X 2 X VerticalAlignment bottom title Define the distance to measure Second point enlarge choose the region and push a keyboard key when ready w 0 while w 0 w waitforbuttonpress end ued un ins o3nso N TO Sec w 0 while w 0 Y ginput 1 title Second point defined Dou you want to redefine Push a keyboard key when finished temp plot Y 1 Y 2 r w waitforbuttonpress delete temp end tempplot2 plot Y 1 Y 2 ro Color m MarkerSize 7 temptext2 text Y 1 Y 2 Y VerticalAlignment bottom tempplot3 line X 1 Y 1 X 2 Y 2 color m LineWidth 2 HHV Vo Vo Vo Vo Vo Vo Vo Calcul des coordonn es des points dans le plan de l analyse calcul de la droite X PF1 tempal tempb1 DroitePoints X PF1 calcul de la droite 0 PF2 tempa2 tempb2 DroitePoints point 1 point PF2 calcul de la droite X PF2 tempa3 tempb3 DroitePoints X PF2 calcul de la droite 0 PF1 tempa4 tempb4 DroitePoints point 1 point PF1 calcul de la droite Y PF1 tempa5 tempb5 DroitePoints Y PF1 calcul de la droite Y PF2 tempa6 tempb6 DroitePoints Y PF2 intersection droite X PF1 et 0 PF2 templ 1 tempb2 tempb1 tempal tempa2 temp1 2 tempal temp1 1 tempbl intersec
7. Elcovision Le logiciel Elcovision Photo Mess Systeme AG 1999 se diff rencie du logiciel CDW par la pro c dure de travail lors de la cr ation du mod le photogramm trique et de la restitution photogram m trique Lors de la fixation des points homologues l op rateur travaille essentiellement par couples d images gauche droite Ce fait implique que pendant le relev des lieux les photographies doivent tre prises de mani re cr er des couples gauche droite La restitution photogramm trique est r ali s e directement dans le logiciel AutoCAD Le travail de cr ation du mod le photogramm trique est plus pratique par rapport au logiciel CDW Diff rents outils d affichage et de traitement permettent de g rer et de contr ler facilement le travail effectu figure 4 7 Les tapes de la cr ation du mod le photogramm trique sont les suivantes e introduction des images dans le projet et d finition de l appareil photographique l orientation interne de l appareil peut tre d j connue ou d terminer e d finition des points homologues une fen tre affiche la zone d int r t avec un grossissement sup rieur e cr ation de mod les photogramm triques par couples d images apr s l orientation relative chaque nouveau point d fini sur une des images du couple droite gauche est accompagn de l affichage d une droite pipolaire sur l autre image e cr ation d un mod le photogramm trique global de toute la
8. title titre templ plot point i point 1 point i point 2 r temp2 _ text point i point 1 point i point 2 ment right w waitforbuttonpress delete temp1 temp2 end plot point i point 1 point i point 2 ro Color g text point i point 1 point i point 2 point i name HorizontalAlignment right end point i name HorizontalAlign clear templ temp2 9696767696969 Vo Zo Vo Trier les points selon la r gle 1 2 3 4 selon les coordonn es polaires Attention tant donn le syst me de coordonn es de MATLAB faudra changer cela 1 coord x y standard 2 coord position 0 0 au point le plus bas point 1 3 transformation en coordonn es polaires 4 d finition de 2 3 4 par rotation antihoraire tempP point PointX Pointy Pointx Pointy a 13 for i 1 4 PointX PointX point i point 1 PointY PointY point i point 2 end maxPY max PointY fori 1 4 if PointY i maxPY maxPX Point X i Pointx i 0 Pointy i 0 JE end end for i 1 4 gi i Pointx i Pointy i cart2pol PointX i maxPX PointY i maxPY VET end end temp index sort Pointx for i 1 4 point i tempP index i end clear PoinX PointY temp i HV Vo Vo Vo Vo Vo Vo Vo Vo Calcul des droites passant par les points et d finissant l horizon Point de fuite 1
9. G n ralement sur les plans 2D et dans les rapports la seule valeur indiquant la qualit du travail est fournie par le logiciel de restitution photogramm trique usuellement sous la forme d cart type Le travail de photogramm trie et de mod lisation 3D est plus complexe et long que la simple restitution Il faut consid rer toutes les tapes de finition du plan ou du mod le 3D De plus diff rentes sortes de donn es sont combin es ensemble Il peut s agir d autres mod les 3D provenant d une banque de donn es ou obtenus par un autre moyen d enregistrement ou simplement des lignes des polygones et des surfaces ajout s pour am liorer le r sultat Chaque information a une composante de fid lit et de justesse distinctes dont il faut tenir compte Un dernier concept important lors de l analyse des donn es est la validit de la m thode de mesure Lors de l investigation des questions pr cises sur une certaine grandeur comme la taille d un individu sur une image ou la vitesse de la voiture peuvent tre pos es Ces informations sont plus ou moins difficiles estimer La m thode choisie pour la mesure peut tre un bon ou mauvais estimateur de ce qui est recherch Il faut aussi distinguer justesse et validit le premier terme indique la qualit du r sultat de la mesure alors que le deuxi me est li l ad quation de la m thodologie choisie pour effectuer une mesure Une mesure d une grandeur m trique d un objet simpl
10. des facteurs personnels mat riels politiques et de gestion comme e les moyens disponibles e les connaissances des sp cialistes e le temps et le co t e l importance de l affaire e les informations disponibles e le but et les r sultats attendus de l investigation Dans les chapitres 5 6 et 7 les diff rents exemples ont t tudi s en consid rant trois volets du travail le mat riel utilis la m thodologie de travail et l exploitation et la pr sentation des r sultats Chaque situation requiert des outils de travail plus ou moins sp cifiques Il est toutefois possible de mettre en vidence des conditions et du mat riel couramment n cessaires pour le traitement photogramm trique et de mod lisation 3D Ci apr s sont r sum es les caract ristiques importantes lors des diff rentes tapes du travail Fixation photogramm trique La photographie est l outil de base du travail photogramm trique Les prises de vue peuvent tre argentiques ou num riques Pour r aliser le traitement avec des logiciels de photogramm trie num rique il est n cessaire de num riser les images argentiques Au vu de la qualit actuelle de la photographie num rique elle constitue l outil de base de l enregistrement photogramm trique La qualit des images num riques que ce soit pour la d finition ou la r solution tonale doit tre la meilleure possible Pour cette raison le travail au format RAW est pr f rable Pour q
11. enregistrer la m me zone 2 une premi re s rie de photographies avec les 3 appareils a t effectu e en employant un flash le diaphragme a t fix f 16 et le temps de pose 10 secondes Les appareils ont photographi avec un retard de 10 secondes et enregistr pendant 10 secondes afin de permettre au flash d clench manuellement d clairer la zone d int r t 3 lors de la vaporisation du Luminol une deuxi me s rie de photographies a t effectu es avec retardateur le diaphragme a t fix f 11 et le temps de pose 30 secondes Une fois les trois obturateurs ouverts une deuxi me personne a vaporis le Luminol sur la zone d int r t 4 la fin de la prise de vue les appareils ont pu tre d plac s pour effectuer une nouvelle s rie d enregistrements d une autre r gion Lors de ce travail des traces de sang faible concentration ou lav es ont t r v l es au Luminol par terre entre le canap o la victime tait allong e et le lavabo 2 m tres plus loin Au final tout le travail de fixation de l tat des lieux a dur 4 heures Au total 64 photographies pour la restitution photogramm trique des lieux 18 photographies pour l enregistrement des projec tions de sang et 25 photographies pour la r v lation au Luminol ont t effectu es Tous les appareils photographiques ainsi que leurs objectifs aux diff rentes distances de mise au point utilis s pendant ce travail ont
12. galement remarquer que la repr sentation des donn es obtenue lors de la mod lisation des hypoth ses ou des v nements sera immanquablement en 2D car la visualisation des r sultats se fait g n ralement sur du papier sur un cran ou avec un projecteur Les seuls syst mes qui permettent d appr cier la mod lisation 3D dans son int gralit sont des syst mes immersifs utilis s surtout dans le domaine de la r alit virtuelle Une m thode qui permet une restitution efficace de la mod lisation 3D en tant que telle est le mod le 3D interactif Ce type de pr sentation m me s il est tr s pratique n est que rarement exploit en sciences forensiques cause des difficult s li es sa mise en place que ce soit au niveau technique ou de transmission Certaines affaires tr s m diatis es ont fait l objet de reconstructions par des mod lisations 3D qui repr sentaient interactivement des situations le r sultat d une animation 3D ou des simulations sur la dynamique des v nements e lors de l enqu te de 1998 du Bloody Sunday une mod lisation 3D des v nements a t r alis e Ce mod le 3D contenait des images des informations sur les t moignages et sur les v nements qui se sont d roul s Le r sultat pouvait tre observ interactivement e pour l investigation sur les v nements du 11 septembre des reconstruction 3D des collisions des avions contre les tours jumelles du World Trade Center New York
13. la mo 10 Les casques de visualisation et autres syst mes immersifs sont surtout utilis s dans le domaine de la r alit virtuelle HT est vident que toute information num rique peut tre modifi e Cependant pour garantir la continuit de la preuve et la validit du travail il est pr f rable de limiter ces risques de modification en utilisant des moyens logiciels et mat riels qui emp chent le plus possible la modification Dans ce cas il faut un plug in qui permette l affichage du mod le 3D dans le logiciel de navigation en Internet comme FreeWRL Cortona de Parallel Graphics ou Flux Player de Vivaty 13D autres outils du m me genre sont XLV de Lattice Technology AutoVue 3D de Cimmetry Systems Corpora tion Myriad de Informative Graphics ou Actify Suite of Products de Actify 14VRML et X3D sont des langages ouverts En revanche les langages U3D XAML et 3D XML sont des langages propri taires 160 Chapitre 7 La mod lisation 3D et l valuation des hypoth ses wo 9 O O O Fic 7 9 Illustration d un mod le 3D interactif visualis avec un logiciel de navigation d Internet et affich par Cortona VRLM Client d lisation 3D l op rateur interagit avec le mod le 3D et peut choisir le point de vue regarder une animation depuis plusieurs angles choisir la mani re dont les mod les sont reproduits et ainsi de suite Cette section illustre comment un mod le 3D interactif peut
14. lectroniquement Le st r orestituteur num rique se diff rencie du syst me analytique du fait que tout est trait num riquement Il existe diverses solutions en ce qui concerne l affichage tandis que le principe du travail reste le m me Lors de l affichage sur un cran pour les distinguer les deux st r oimages peuvent tres color es avec deux couleurs diff rentes ou visualis es avec un cran et des lunettes sp ciales fonctionnant en polarisation crois e Le d placement x y z est accompli en utilisant la souris ou un autre outil informatique Le but est d obtenir une superposition du point recherch sur les deux st r oimages Dans ce cas la restitution permet d obtenir un mod le 2D ou 3D Dans des cas particuliers o les lieux s tendent sur une grande surface la restitution peut n cessiter une suite de plusieurs st r ophotographies Pour lier cette suite lors de la restitution les mod les st r ophotogramm triques doivent comporter des points de calage communs pr sents sur les autres mod les En unissant ces points il est possible d largir la zone de restitution 26 Chapitre 2 La Photogramm trie 2 3 3 La photogramm trie multi images La photogramm trie multi images est une technique qui s est d velopp e grace l volution in formatique Les op rations analytiques et math matiques n cessaires pour l orientation interne et externe ont t traduites en algorithmes num riques La photo
15. partir desquels cr er des orthoimages voir annexe A 4 2 Dans le cas pr sent le plan a t d fini par rapport aux points de calage sur la paroi qui ont t restitu s lors de l orientation des photographies des projections de sang Pour chaque portion d image repr sentant les projections de sang des orthoimages ont t cr es L image finale de 9242 pixels x 7520 pixels pour une surface d environ 92 em x 72 cm r sulte de la combinaison de toutes les orthoimages trait es avec Adobe Photoshop afin d am liorer la visibilit des taches de sang figure 5 16 La restitution photogramm trique ainsi que les orthoimages ont t trait es avec Adobe Photoshop et dans 3Ds Max afin de cr er un mod le 3D de la sc ne comprenant les objets et traces li s au crime figure 5 17 a L orthoimage de la zone des projections de sang a t utilis e comme texture l endroit lui correspondant dans le mod le 3D De ce fait il est possible de 16Cela correspond trois appareils photographiques diff rents avec pour un appareil deux focales diff rentes 17Un pour chaque focale 15 mm et 30 mm 94 Chapitre 5 La documentation et l illustration d tats des lieux e e a e e e ares e b e e o e ie He pw lt o e ae gt e o E e ee e e at e n e e VER 2 o 9 e 4 Echelle 30 cm m NEN z 0 Fic 5 16 Image finale du trait
16. valu e 1 60 de seconde soit la moiti du temps entre deux images La qualit de la mesure de la distance est li e la restitution photogramm trique au positionnement du v hicule sur le mod le 3D et la qualit de l image Les points d finissant le syst me de coordonn es et l chelle de la restitution se trouvent dans la r gion o a eu lieu l accident Les r gions centrales et proches de l endroit de l accident ont t enregistr es avec un nombre de photographies sup rieur par rapport la r gion Cela implique une variation de la qualit de la restitution en fonction des images utilis es pour valuer la position du v hicule l cart type sur le positionnement du v hicule est plus lev e pour les images qui ont enregistr le v hicule plus loign de l endroit de l accident Plusieurs c nes jaunes num rot s ont t plac s sur la route une distance progressive d environ 10 m tres Ces points ont t restitu s lors de la cr ation du mod le photogramm trique En compa rant la distance entre les points il a t possible de v rifier la qualit de la restitution l cart type de la d finition des points a t utilis pour l valuation de la fid lit du positionnement du mod le 3D du v hicule dans le mod le 3D Une grande partie de l incertitude appr ci e par l cart type sur la mesure de la distance parcourue par le v hicule vient du positionnement de la voiture dans le mod le
17. 0 Si l appareil est d j pr sent ce dernier pourra tre calibr nouveau 5 charger les images choisir toutes les images r alis es pour la calibration 6 d finir les points de calage sur chaque image tous les points de rep re visibles doivent tre d finis Si besoin est des points homologues suppl mentaires peuvent tre choisis 7 d finir le syst me de coordonn es et introduire toutes les mesures prises 8 effectuer l orientation des images NAWE Le r sultat de cette premi re tape d orientation est g n ralement de mauvaise qualit Si besoin est r duire temporairement le nombre de mesures ou de points de calage 9 la calibration se fait lors de l ajustement des faisceaux PROMPT Le premier param tre calibrer est la focale Effectuer le Adjustment jusqu atteindre un r sidu de 0 Par la suite calibrer les param tre A1 et A2 en d sactivant la calibration de la focale Au besoin calibrer les autres param tres un par un A chaque tape l ajustement pourrait d sactiver des points lProcessus de calibration automatique Le contraste entre les points et l arri re plan doit tre optimal afin de faciliter la d finition des points homologues lors de la cr ation du mod le photogramm trique pour la calibration 3Un appareil photographique num rique peut tre caract ris par des d finitions d images variables 41 est galement possible de charger des coordonn es de points
18. 6 2 L exploitation des traces 6 2 1 G n ralit s Pour le sp cialiste forensique les traces constituent des l ments d investigation primordiaux Comme expliqu dans le chapitre pr c dent les deux principes la base de leur exploitation sont le principe de l individualit et celui de l change de Locard L investigateur analyse les traces et fournit des indices qui peuvent tre utilis s de plusieurs mani res Martin 2002 e ils permettent de lier une ou plusieurs personnes un lieu d un crime ils permettent de lier des objets un lieu d un crime ils permettent de lier plusieurs crimes entre eux ils sont utilis s pour essayer de comprendre la dynamique des v nements ils sont utilis s pour tablir s il s agit d un accident d un d lit ou d un crime ils sont analys s pour en extraire des informations afin de faire des recherches dans des banques de donn es Un premier but de l investigation est la d tection et l identification des traces L identification peut se faire plusieurs niveaux allant de la d termination de la classe de traces dont il est question l individualisation de la source de la trace comme r sultat d une interaction d une personne ou d un objet sp cifique avec les lieux La d termination de l origine d une trace peut se faire par une tude e visuelle comparaison visuelle des concordances et des discordances comme pour l identification partir d une trace digitale e mo
19. 8 NE E amp amp o TAB B 15 R sum des diff rences entre les mesures sur les objets restitu s et les mesures prises apr s finition avec Microstation et 3Ds Max Les objets et le num ro des objets correspondent ceux qui sont d finis sur la figure 4 1 la page 50 Les valeurs sont exprim es en pourcentage par rapport la mesure de la restitution So MsoUul s p uosreedulo a Annexe C Code Matlab de l algorithme de mesure C 1 Mesure sur un plan Version initiale d velopp e par Nicolas Estoppey 2006 revue et am lio r e par Lorenzo Lanzi 2007 Le code suivant a t d velopp pour Matlab PV Vo To To Vo Vo Vo Vo Vo lnitialisation close all clear all cle FH Vo Ho Vo Vo Vo Vo Vo Vo charger l image nom input Name of input image with the extension img imread nom imshow img hold a b c size img 7 78 HV Vo Zo Vo Vo Vo Vo Vo Vo D finir les 4 sommets du rectangle Enregistrement dans une variable structure point name point for i 1 4 point i name numd2str i titre strcat Define point point i name Enlarge choose the region and push a keyboard key when ready title titre w 0 while w 0 w waitforbuttonpress end w 0 while w 0 point i point ginput 1 titre strcat Point point i name defined Dou you want to redefine Push a keyboard key when finished
20. Finition du mod le 3D Erreurs d chelle Choix de la m thode de pr senta D fauts des outils de pr senta tion tion Choix de la perspective de l angle de vue et du cadrage Qualit des l ments 3D clairage virtuel caract ristiques particuli res des sujets ou de la sc ne u am p m p m m Pr sentation Fic 9 1 Sch ma repr sentant les risques d influence sur la qualit et la validit du travail lors de la restitution photogramm trique combin e avec la mod lisation 3D Elle sera utilis e pour montrer l utilit de la photogramm trie combin e avec la mod lisation 3D lors du travail d investigation tudier les lieux de crimes ou d accidents Le chapitre 5 pr sente la premi re application de la photogramm trie num rique combin e avec la mod lisation 3D la fixation et l illustration des lieux d un crime ou d un accident comprend l en registrement et la pr sentation de tous les l ments retrouv s sur les lieux L importance de cette partie du travail n est pas sous valuer car m me si l analyse et l interpr tation des r sultats sont des t ches essentielles sans une m thodologie d enregistrement de pr l vement et de tri ad quate toutes les tapes ult rieures de l investigation peuvent tre fauss es L enregistrement photogramm trique est un moyen de fixation qui peut se combiner avec le travail habituel de photographie et de mesure lors des tats des lieux Le nombr
21. arch ologie l architecture l industrie ou le g nie civil Ce logiciel est surtout utilis dans les pays anglo saxons m me si quelques tests ont t faits la police cantonale de Zurich Depuis 2005 l Institut de Recherche Criminelle de la Gendarmerie Nationale IRCGN a galement commenc travailler avec Photomodeler pour des relev s des lieux ou d objets La pr cision du r sultat de la mesure et de la restitution est de 1 1700 pour un appareil commercial 1 8000 pour un appareil m trique Hanke et Ebrahim 1997 Kasser et Egels 2001 4 1 2 La mod lisation 3D Les principaux logiciels de mod lisation 3D utilis s en Suisse dans le cadre d un travail foren sique de photogramm trie sont AutoCAD 8 Microstation et 3Ds Max 9 I s agit de logiciels permettant la cr ation et la modification de mod les 3D issus par exemple d un programme de pho togramm trie AutoCAD et Microstation sont sp cifiques la CAO tandis que 3Ds Max est plus utilis pour la cr ation de mod les virtuels d animation ou de visualisation Souvent c t des logi ciels de mod lisation 3D les sp cialistes utilisent diff rentes sortes de banques de donn es de mod les 3D ou des fichiers de base provenant du g nie civil ou architectural Pour les accidents de la circu lation les plans fournis par le cadastre sont g n ralement utilis s comme support pour la cr ation du plan final Le r sultat du dessin issu de l
22. disposition contenant l information visuelle des lieux lors de l accident Elles ont galement t utilis es pour la d termination de la vitesse du scooter et avoir une id e des points de calage pouvant tre utilis s lors de la restitution photogramm trique L intervalle de temps entre chaque image n est pas constant il d pend non seulement des param tres de r glage du syst me CCTV mais aussi de la qualit des images et de la quantit des informations contenues dans les images Ainsi pour avoir une estimation fiable de la dur e de chaque image la vid o a t examin e sur un intervalle de temps de 125 secondes autour des 4 images en examen en mesurant l intervalle de temps qui les s pare En moyenne elles apparaissaient chaque 1 045 0 025 s donn es de l incertitude correspondant l cart type 117 6 3 L analyse des images Fic 6 8 Les 4 images provenant de la vid o enregistr e par la cam ra de surveillance en circuit ferm montrant le scooter et la voiture impliqu e de couleur rouge dans l accident juste avant les v nements La fixation de l tat des lieux a t accomplie par quatre personnes Durant la p riode entre l accident et ce relev les lieux ont t modifi s par des travaux d am nagement de la route voir figure 6 7 Bien que les lieux aient subi des modifications importantes des points de calage ont t identifi s partir des images provenant de la cam ra de
23. hypoth ses 7 2 1 G n ralit s Les mod les 3D obtenus par la photogramm trie sont issus de lieux et de situations r elles En sciences forensiques la plupart des l ments reproduits dans un mod le 3D final proviennent du monde r el Les exceptions concernent les cas o l analyse des donn es conduit la cr ation d l ments 3D utilis s pour l investigation ou la pr sentation des r sultats Par exemple des humanoides sont utilis s pour valuer la taille d un individu des formes sont introduites pour reproduire les tra jectoires des projectiles et des projections de sang des mod les virtuels de v hicules sont utilis s pour reproduire le comportement des voitures Ce genre d valuation se base toujours sur l tude de traces ou d objets pr sents sur la sc ne qui sont directement li s la situation ou l v nement tudi La pertinence des traces et l int r t de leur investigation ne sont g n ralement pas remis en question il n y a aucun doute que la personne pr sente sur une image soit bien un tre humain que les taches de sang et les marques d impact soient le r sultat respectivement de projections de sang et de coups de feu ou que les traces de pneu proviennent d un v hicule L tablissement de la source et de la valeur 148 Chapitre 7 La mod lisation 3D et l valuation des hypoth ses des l ments en examen n est pas toujours ais dans les cas douteux il est important de reconna tre le
24. l ments sont le r sultat de suppositions de t moignages ou d autres indications sub jectives lors de la pr sentation des r sultats il faut 189 10 3 Recommandations tenir compte des caract ristiques de qualit et de validit de chaque information Cela doit tre pr cis en d finissant les conditions et les marges d erreur pour lesquelles une mod lisation d hypoth ses ou d v nements est valide lors de la mod lisation 3D afin de garantir une interpr tation des r sultats correcte de la part de l observateur il faut pr senter les diff rentes reconstructions ou hypoth ses mises sur les v nements qui se sont d roul s Cela peut r sulter de plusieurs sources des observations de l investigation de t moignages ou d explications propos es par les parties concern es par le cas en question Au vu de l tendue du domaine de la photogramm trie et de la mod lisation 3D m me dans le cas particulier de l application forensique il n est pas possible de fournir des recommandations cibl es pour chaque situation Comme pour chaque tude cette recherche est une tape qui permet d largir les connaissances et d ouvrir de nouvelles perspectives de recherche Ce chapitre qui se conclut ici ach ve la partie pratique du travail en fournissant une r flexion sur les particularit s du travail photogramm trique combin avec la mod lisation 3D et un guide qui oriente le travail du sp cial
25. laboration et l exportation du mod le 3D en format VRML97 e Cortona de Parallel Graphics pour la visualisation du fichier VRML 15Derni re version du langage VRML 16http www parallelgraphics com products cortona Acc d le 11 9 2008 161 7 4 Les mod les 3D interactifs Les mod les 3D interactifs peuvent contenir des composants fixes mobiles ou changeants Il est par exemple possible de cr er une animation avec des mod les 3D qui se d placent et changent de forme ou de couleur Selon les particularit s du mod le 3D cela peut mener la cr ation de fichiers tr s complexes Les outils de visualisation des fichiers VRML comportent g n ralement des instruments de base pour la navigation et l affichage du mod le 3D Il est par exemple possible de choisir des vues pr d finies des modes d affichage ou d interagir avec des objets Pour ce faire ces possibilit s doivent tre d finies lors de la cr ation du mod le 3D Dans le cas pr sent le travail final pr sent au paragraphe 6 5 3 a men la cr ation de plusieurs mod les 3D comportant des mises en vidence de certaines particularit s de la sc ne En reprenant ces r sultats il a t choisi de pr senter le mod le 3D de deux mani res diff rentes e sous la forme d un mod le 3D statique qui comprend tous les l ments de la sc ne selon une coloration proche de la r alit sans texture et sans les traces e sous la forme d un mod
26. photographi e Dans ce cas l utilisation de cam ras virtuelles et la d finition des param tres de prise de vue comme la focale la taille de l image l angle et la position de vue sont n cessaires Dans ce type de repr sentation les objets sont d finis par des couleurs textures et autres caract ristiques descriptives plus r alistes Le mod le 3D est repr sent en forme surfacique ou volum trique le but est de fournir une repr sentation r aliste de la sc ne En sciences forensiques ce genre de repr sentation est moins utilis Si des repr sentations r alistes doivent tre r alis es elles sont g n ralement pr sent es sous la forme de s quences d images ou de vid os Dans ce cas les cam ras virtuelles et ou les objets ne sont pas fixes Le but peut tre de cr er une s quence d images pour illustrer la sc ne ou d illustrer une reconstruction des v nements voir chapitre 7 5 5 Les objets et les traces 5 5 1 G n ralit s L utilisation de la photogramm trie combin e avec la mod lisation 3D peut tre sp cifique pour la documentation et l illustration des traces et des sujets sur lesquels elles se trouvent Les traces peuvent tre classifi es de plusieurs mani res Voici une classification du point de vue de leur origine les traces individuelles comme les traces digitales les traces de sang et autres traces biologiques les traces d outils comme les traces laiss es par les ch
27. toute mesure oubli e lors de l tat des lieux risque d tre perdue e m me en v rifiant les images sur les lieux seulement au laboratoire la fin du travail de restitution photogramm trique le sp cialiste pourra tre s r que le relev photogramm trique est complet En fin de compte cela est galement valable lors des tats des lieux traditionnels car seulement au laboratoire apr s avoir termin l laboration du plan l op rateur sera s r de n avoir rien oubli f 3Lequel comprend des outils de travail souvent difficiles manipuler 4 Avec une nuance les questions m triques compl mentaires intervenant par la suite risquent de rester sans r ponse si aucune donn e en ce sens n a t collect e tandis que si un relev photogramm trique complet a t r alis ces informations peuvent encore tre trouv es 185 10 2 Critique Finalement il faut remarquer qu avec l volution technologique la complexit des logiciels de photo gramm trie num rique et de mod lisation 3D se r duit Des op rations de plus en plus automatis es permettent de limiter le travail photogramm trique r barbatif avec par exemple la d tection auto matique de points de calage ou des contours des objets Ce fait devrait diminuer le temps de travail au laboratoire et diminuer le risque d erreur ou de mauvaise manipulation 10 2 2 L utilisation des r sultats Les r sultats obtenus par l application des techn
28. tre cr et visualis partir d un exemple de cas qui a d j t trait dans les paragraphes pr c dents voir paragraphes 5 4 2 et 6 5 3 7 4 2 Simulation d un cambriolage avec double meurtre Faits Un individu p n tre dans un studio par une fen tre tue une personne et exa mine le contenu num rique de l ordinateur pr sent dans la pi ce Il sort par la porte principale et entre ensuite dans un deuxi me studio o il tue une deuxi me personne ici aussi il examine le contenu de l ordinateur et sort par la porte principale Une cam ra de surveillance enregistre une partie des d placements Mission Pr senter sous la forme d un mod le 3D interactif les r sultats de la res titution photogramm trique combin e avec la mod lisation 3D en int grant tous les l ments li s au cas Mat riel et m thodologie Lors de la fixation et de l illustration de l tat des lieux paragraphe 5 4 2 ainsi que de l analyse et de l exploitation des donn es recueillies paragraphe 6 5 3 toutes les donn es du cas ont t r unies dans un seul mod le 3D Le but du travail est maintenant d organiser ces donn es pour pouvoir les pr senter efficacement dans un mod le 3D interactif Il a t choisi de pr senter le mod le 3D interactif sous la forme d un fichier VRML97 partir des r sultats obtenus par la mod lisation 3D avec 3Ds Max A cette fin les logiciels suivants ont t utilis s e 3Ds Max pour l
29. tre int ressantes lors de l investigation forensique Ce paragraphe pr sente e les textures et les mat riaux e les cam ras virtuelles e l outil de camera matching e les humanoides virtuels La revue est faite en r f rence au logiciel 3Ds Max Certains outils sont galement pr sents dans d autres logiciels de mod lisation 3D mais leur emploi peut tre diff rent 3 5 1 Les textures et les mat riaux Les surfaces des objets 3D sont g n ralement color es de mani re uniforme Lors de la visualisation et du rendu cette coloration varie en fonction de l clairage du point de vue et du mode de rendu choisis de facon respecter les conditions d illumination de la sc ne et donner ainsi l impression de profondeur La texture est une technique de coloration d un objet 3D qui caract rise la surface des objets en leur donnant un aspect plus r aliste Elle peut tre appliqu e par l emploi d une image la perturbation de la lumi re ou l utilisation d une texture solide En sciences forensiques cela peut tre int ressant pour associer des photographies aux surfaces des objets 3D figure 3 4 Cela permet d augmenter le r alisme de la sc ne 3D mais galement de faire des mesures sur des sujets de l image par la technique de la projection inverse paragraphe 2 3 1 Les logiciels de mod lisation 3D permettent de g rer certains autres attributs particuliers des entit s qui composent un mod le 3D Il est ainsi possib
30. 2000 3 4 Le mat riel 3 4 1 Les logiciels de mod lisation 3D Les programmes intervenant dans la mod lisation 3D se composent de e logiciels de contr le de l affichage permettant la transmission et le codage des donn es pour la visualisation des objets 3D e l ments g om triques permettant la cr ation et la manipulation des objets e logiciels facilitant le contr le des l ments g om triques de la part de l utilisateur Lors de la modification et l dition des mod les 3D l utilisateur est surtout concern par le logiciel de contr le et de manipulation des objets Ce paragraphe se concentre sur les logiciels orient s usagers comme 3Ds Max 8 de Autodesk Microstation de Bentley ou AutoCAD de Autodesk Chacun pr sente des qualit s plus ou moins int ressantes dans des domaines particuliers Certains logiciels sont con us plus sp cifiquement pour la cr ation de mod les et plans architecturaux ou industriels Habituellement ces programmes comportent des outils qui facilitent la mod lisation des objets de base de ces domaines comme des portes des fen tres des canalisations ou des c bles Les logiciels CAO peuvent poss der des applications et des algorithmes sp cifiques pour le calcul des forces des nergies ou des impulsions appliqu es aux l ments dessin s Les r sultats bien que caract ris s par des informations en trois dimensions sont g n ralement repr sent s en deux dimensions sur d
31. Ces syst mes effectuent les op rations math matiques par des algo rithmes issus des principes analytiques de la photogramm trie Ce d veloppement a t initi par la cartographie l industrie et l architecture domaines dans lesquels il peut s av rer n cessaire d extraire des donn es m triques partir de donn es en 2D Par la suite l arch ologie en galement profit dans le cadre de relev s de sites et monuments historiques Les sciences forensiques utilisent des m thodes de photogramm trie analogiques depuis le d but du XX si cle au moment o les syst mes de st r ophotogramm trie ont t introduits pour le relev des accidents de la circulation Maintenant elle profite des nouveaux logiciels de photogramm trie num rique pour le relev des lieux d accidents ou de d lits Ce chapitre fait une revue des principes de photogramm trie Pour plus de d tails se r f rer Atkinson 2001 Fraser 2005 Kraus et Waldh usl 1998 Luhmann et al 2006 Mikhail et al 2001 Moons 1998 Slama 1980 2 2 Les principes 2 2 1 G n ralit s Lors de la formation d une image la profondeur dispara t cause de la perspective des lignes qui dans la r alit sont parall les peuvent ne plus l tre sur l image et les d fauts de l objectif peuvent les rendre courbes Pour retrouver la profondeur il faut avoir des informations sur les conditions de prise de vue disposer d images du m me sujet
32. FIEDLER Are Your Eyes Deceiving You The Evidentiary Crisis Regarding the Admissibility of Computer Generated Evidence New York Law School Law Review 48 2003 FIG Working Group 8 4 2006 FIG WORKING GROUP 8 4 The Contribution of the Surveying Profession to Disaster Risk Management Rap tech 38 The International Federation of Surveyors FIG 2006 Flynn et al 2008 P J FLYNN T FALTEMIER et K BowvER 3D Face Recognition In A K JAIN P FLYNN et A A Ross ds Handbook of Biometrics p 211 230 Springer New York 2008 Fraser 1998 C S FRASER Some Thoughts on the Emergence of Digital Close Range Photogrammetry Photogrammetric Record 16 91 37 50 1998 Fraser 2005 C S FRASER Network Orientation Models for Image Based 3D Measurement In Virtual Reconstruction and Visualization of Complex Architectures vol XXXVI de International Archives of Photogrammetry Remote Sensing and Spatial Information Sciences Mestre Venice 2005 ISPRS Fraser et Hanley 2004 C S FRASER et H B HANLEY Developments in Close Range Photogrammetry for 3D Modelling the iWitness Example In ISPRS d International Workshop Processing amp Visualization using High Resolution Imagery Pitsanulok 2004 Fraser et al 2005 C FRASER H HANLEY et S CRONK Close Range Photogrammetry for Accident Reconstruction In A GRUEN et H KAHMEN ds Optical 3D Measurement Techniques VII vol 2 p 115 123 Vienne 200
33. U ot kp est le facteur de couverture La probabilit de couverture s exprime ainsi Prix U lt X 2 U kp est d termin de la m me mani re que ty sauf qu il s agit d utiliser une loi de distribution adapt e la variable X Dans le cas o les mesures seraient ind pendantes et distribu es identiquement l intervalle de confiance correspond l intervalle de cr dibilit Si aucune information n est dispo nible par rapport la distribution de X il faut utiliser des relations plus labor es Kacker 2000 Finalement le r sultat sera exprim comme X zr U Remarques conclusives L objectif d une mesure est d essayer de d terminer une grandeur inconnue Le r sultat obtenu est une estimation entach e d erreurs syst matiques et al atoires D un c t il faut essayer de les r duire et de l autre c t elles doivent tre quantifi es afin de pouvoir appr cier la qualit du r sultat et pouvoir comparer le r sultat avec d autres donn es L valuation de l incertitude peut se faire selon une approche fr quentiste ou une approche bay sienne Les diff rences principales entre ces deux approches sont li es la d finition de la distribution de probabilit a priori lors de l valuation selon l approche bay sienne et la diff rence d interpr tation donn e l intervalle de confiance ou l intervalle de cr dibilit L approche bay sienne est celle qui correspond le mieux au processus de r fle
34. Z 16 243 152 234 0 427 5 089 3 880 1 299 0 061338 0 056091 0 071868 0 003125 0 003553 0 004339 Average residuals of x 0 013803 of image coordinates y 0 007835 Image no 3 camera no 15 rot 1 Tilt Axis Swing CPos X CPos Y CPos Z 5 663 96 831 2 330 5 222 0 897 1 333 0 069773 0 063903 0 065789 0 003900 0 004165 0 004739 Average residuals of x 0 010665 of image coordinates y 0 004427 Image no 4 camera no 15 rot 1 Tilt Axis Swing CPos X CPos Y CPos Z 3 480 13 158 2 157 5 025 0 824 1 325 0 066337 0 052858 0 051404 0 003741 0 003041 0 004109 Average residuals of x 0 011918 of image coordinates y 0 008248 Image no 5 camera no 15 rot 1 Tilt Axis Swing CPos X CPos Y CPos Z 0 082 46 941 2 325 4 886 0 823 1 368 0 073296 0 057328 0 049625 0 003756 0 003108 0 004526 Average residuals of x 0 006253 of image coordinates y 0 006395 Image no 6 camera no 15 rot 1 Tilt Axis Swing CPos X CPos Y CPos Z 3 940 48 785 0 386 2 714 0 779 1 323 0 123551 0 155706 0 098199 0 010106 0 004388 0 007829 Average residuals of x 0 006623 of image coordinates y 0 005828 YSN 39 MO 9048 o1103e10qer ne esei FH Y EIZ Image no 7 camera no 15 rot 1 Tilt Axis Swing CPos X CPos Y CPos Z 6 648 3 470 0 786 2 540 0 843 1 320 0 116287 0 103315 0 067743 0 006122 0 003869 0 005663 Average residuals of x 0 009103 of image coordinates y 0 010630
35. apr s mod lisation 3D Sauf le pourcentage les valeurs sont exprim es en m tres 3Ds Max atteint 125 7 96 ce qui dans l absolu correspond une diff rence de 8 8 cm pour un objet de 7 em 9 Le graphe la figure 4 4 repr sente visuellement les diff rences observ es entre les mesures prises sur les lieux et les mesures r alis es sur le mod le apr s restitution apr s finition du plan avec Microstation et apr s finition avec 3Ds Max 16 M Restitution 14 B Microstation 3Ds 12 effectifs judy d A Vv gt amp 9 9 9 cm Fic 4 4 Histogramme illustrant la r partition des diff rences observ es entre les mesures prises sur les lieux et la restitution la finition avec le logiciel Microstation et la finition avec le logiciel 3Ds Max Les effectifs ont t appr ci s par classes de 0 5 cm Les donn es sont r sum es l annexe B 2 Il est galement int ressant d valuer la diff rence des mesures obtenues lors de la restitution avec les mesures apr s mod lisation 3D En effet cette tape de finition n est pas effectu e automatique ment l op rateur qui finalise le mod le 2D ou 3D d finit des l ments 2D ou 3D en fonction des informations brutes fournies par la restitution De nouvelles erreurs peuvent appara tre Le tableau 4 4 r sume les donn es des diff rents tests La diff rence moyenne est inf rieure 1 mm tandis que les
36. converties au format TIFF avec Adobe Photoshop La v rification des m tadonn es des images garantit que les photographies ont t prises avec la m me focale et la m me mise au point Par la suite 15 images ont t charg es dans le logiciel CDW et les points homologues d finis sur les images Sur chaque image restituer au minimum 7 points homologues bien r partis sur toute la surface de l image ont t d sign s Le syst me de coordonn es a t d fini gr ce aux c nes Les mesures effectu es sur les lieux permettent de calibrer la restitution et de v rifier la qualit du travail Les images ont t orient es et les objets importants restitu s Pour 2Format RAW de l appareil FinePix 983 Pro 69 5 2 Les accidents de la circulation chaque point a dessiner au moins 3 images ont t utilis es Par la suite le r sultat brut du travail photogramm trique a t export pour tre affin dans le logiciel Microstation Avec ce logiciel chaque composant du dessin a t d fini sur un calque layer en anglais diff rent selon les crit res suivants la route les signalisations les objets fixes et les marquages sur la route la position finale de la voiture et du v lo la position du bless les traces de freinage les textes et les l ments de la l gende Ceci permet en activant ou en d sactivant certains calques de g rer de mani re plus efficace le dessin et de visualiser so
37. de base normalement utilis est le polygone une figure plane d finie par ses sommets Les surfaces num riques courbes sont difficiles d crire car il est n cessaire d utiliser des fonctions math matiques pour repr senter des ensembles de points L utilisation de polygones permet de d finir les surfaces courbes en plusieurs sous surfaces planes d finies par des sommets et li es entre elles A nsi les propri t s de courbure sont approxim es par des polygones Le r sultat final est un ensemble de points 3D qui d finissent les sommets d une courbe ou d une surface Dans les sciences forensiques ce sont les mod lisations de lignes de courbes et de surfaces qui sont g n ralement utilis es pour dessiner les entit s 3D Cependant si des repr sentations et des analyses plus sp cifiques doivent tre faites il peut tre n cessaire de passer des mod les volum triques 3 2 2 Les objets solides Le dessin d objets solides est important dans le domaine de la Conception Assist e par Ordinateur CAO Dans certaines situations il faut pouvoir d finir des forces des contraintes ou des nergies difficiles d crire sans des mod les volum triques Les mod les volum triques d crivent les entit s 3D par des volumes La structure des donn es permet des op rations math matiques de calculs de volumes de centre de gravit et de surfaces Ce type de repr sentation facilite les op rations d union d intersection ou
38. de r sultats qui peuvent tre obtenus En sciences forensiques leur emploi se limite g n ralement au 3Par exemple pour l examen des trajectoire d un projectile il faut conna tre la direction de tir et disposer de l arme qui a tir le coups de feu Par exemple Backtrack pour l analyse des taches de sang projet es ou PC Crash pour l valuation du compor tement d une voiture lors d un accident 172 Chapitre 8 Bilan dessin g n ralement en 2D pour Villustration d une sc ne sur un plan ou travers un photomod le Rares sont les situations dans lesquelles la mod lisation volum trique ou l animation proc durale sont utilis es Dans ces cas des logiciels particuliers permettant ce type de conception ou des algorithmes sp cifiques au domaine d investigation sont employ s Le but du travail et le type d analyse a effectuer affectent le type de r sultat recherch et la mani re dont il sera pr sent En r sum la photogramm trie combin e avec la mod lisation 3D fournit quatre types de donn es e des grandeurs unidimensionnelles e des plans coupes photomod les en 2D e des mod les 3D visualisables en forme interactive ou par des vid os e des animations visualisables en forme interactive ou par des vid os Chaque type de r sultat n cessite un moyen de visualisation adapt Pour la pr sentation de don n es unidimensionnelles des tableaux ou des graphes dans les rapports d expertise son
39. e les r flexions et la diffusion de la lumi re de la part d un objet sont des probl mes assez complexes mais essentiels surtout pour le r alisme des images Pour valuer l effet qu un objet 3D a sur Villumination il faut calculer le r sultat de l interaction des rayons lumineux sur sa surface Le Z buffer est une m thode utilis e pour d terminer quelle partie de la sc ne est visible dans la fen tre de visualisation figure 3 2 Elle se base sur l appr ciation de la distance entre les entit s 32 Chapitre 3 La mod lisation 3D g om trique Fic 3 3 Rendu de deux images de synth se par le lancer des rayons selon le mod le de l ombrage plat gauche et selon le mod le de l ombrage de Phong droite Images obtenues avec le logiciel 3Ds Max reproduire et l observateur si pour une m me position de la fen tre deux points de la sc ne peuvent tre affich s au m me moment l ordinateur value la profondeur Z des deux points et affiche uniquement l l ment le plus proche du point d observation Une approche qui donne des r sultats plus r alistes par rapport l affichage bas sur le Z buffer est le lancer de rayons pour chaque pixel de l image de la fen tre des rayons sont tir s partir de l observateur ensuite le logiciel calcule les intersections de ces rayons avec les objets de la sc ne afin d obtenir les informations photom triques n cessaires pour colorer le pixel Pour chaqu
40. e sous la forme d cart type dans le graphe la figure 6 14 Valeurs retenues pour le calcul de la vitesse Position Image Intervalle Distance Erreur sur Erreur sur Vitesse Incertitude sur la de temps s m le temps s la distance m km h vitesse km h 2 16 0 02 7 00 8 174 TAB 6 8 Vitesse moyenne du v hicule entre des positions comportant une faible erreur appr ci par l cart type L incertitude sur la vitesse est appr ci e par un cart type r sultant de la combinaison des carts type du temps et de la distance 130 Chapitre 6 L analyse et l exploitation des donn es Vitesse km h en fonction du temps 200 00 150 00 E Lu 100 00 adi Y agp 54 4 50 00 ON Y 0 9 wv ON gt c M M X D N Y 0 MN Y ouo o Ant 4 lt T In N N n oo o o NN Fic 6 14 Repr sentation sous forme de graphique des valeurs de vitesse approximatives avec indication de l cart type vitesse cart type pour chaque vitesse sous la forme de barres verticales Mat riel et m thodologie Le logiciel de mod lisation 3Ds Max a t utilis dans les deux cas L outil de base qui a t employ pour effectuer l analyse est le camera matching Dans le premier exemple paragraphe 6 4 2 une comparaison entre l approche photogramm trique avec le logiciel CDW et avec le logiciel 3Ds Max a
41. e combinaison de la restitution photogramm trique de la sc ne et des orthoimages dans un seul mod le 3D Les valeurs d cart type et de RMS fournies par le logiciel CDW pour le mod le photogram m trique de la restitution g n rale des lieux sont r sum es dans le tableau 5 5 et pour le mod le 95 5 5 Les objets et les traces Fic 5 17 Illustrations des composants du mod le 3D obtenu travers la combinaison des r sultats apr s restitution photogramm trique et finition dans 3Ds Max En haut gauche le mod le 3D avec les orthoimages En bas gauche illustration de la zone o les projections de sang ont t reproduites A droite le r sultat du mod le 3D avec les traces de sang redessin es photogramm trique des projections de sang dans le tableau 5 6 Valeur RMS X Valeur RMS Y Valeur RMS Z 0 0016 0 0022 0 0034 0 0013 TAB 5 5 R sum des valeurs de l cart type moyen et de racine carr e de la moyenne quadratique des carts type de la restitution des points dans les directions X Y Z pour le mod le photogramm trique des lieux Les valeurs sont exprim es en m tres Valeur RMS X Valeur RMS Y Valeur RMS Z 0 00025 0 00018 0 00019 0 0005 TAB 5 6 R sum des valeurs de l cart type moyen et de racine carr e de la moyenne quadratique des carts type de la restitution des points dans les directions X Y Z pour le mod le photogramm trique des projections de sang Les valeurs sont expri
42. es e l tape d analyse et d exploitation e l tape de pr sentation L utilisation de la photogramm trie combin e avec la mod lisation 3D suit le m me processus photographie et mesure traitement photogramm trique avec restitution et finition du plan ou du mod le 3D et pr sentation du r sultat Ces outils peuvent tre utilis s dans plusieurs buts fixer et illustrer l tat des lieux tudier des questions pr cises ou pr senter les r sultats des analyses ou des reconstructions virtuelles Pour chacun de ces objectifs une attention particuli re doit tre port e au mat riel et la m thodologie de travail Il n a pas t possible de pr senter tous les domaines dans lesquels ces approches peuvent tre employ es mais les exemples expos s permettent de voir les questions auxquelles la photogramm trie et la mod lisation 3D peuvent r pondre et les probl matiques auxquelles le sp cialiste doit faire face lors de l utilisation de telles techniques La photogramm trie est essentiellement une m thode de mesure permettant de retrouver la posi tion et la grandeur des objets photographi s A travers le traitement num rique les distances peuvent tre reproduites dans un mod le 3D et tre repr sent es virtuellement L emploi de la photogramm trie combin e avec la mod lisation 3D peut tre utile dans toutes les situations dans lesquelles des mesures et des analyses m triques doivent tre faites e investi
43. es permettant de d finir une fonction de vraisemblance qui modifie par le th or me de Bayes la probabilit a priori et fournit une probabilit a posteriori La valeur de la mesure la variance et l cart type de la distribution a posteriori sont appel es respectivement valeur a posteriori E X DONNEES variance a posteriori V X DONNEES et cart type a posteriori c X DONNEES Pra tiquement si un grand nombre de mesures est r alis la probabilit a posteriori estim e par une approche bay sienne est la m me que l estimation du mesurande bas e sur une approche fr quentiste Kacker et Jones 2003 18L erreur syst matique est consid r e nulle ou corrig e 191 ne faut pas confondre subjectif avec arbitraire Le choix est fait en fonction des connaissances des circonstances et des th ories scientifiques sous jacentes l analyse 46 Chapitre 4 Equipements et m thodes Les mesures combin es avec les donn es a priori sont ensuite utilis es pour estimer la variance et l cart type not s respectivement u x s z et u x s T de la grandeur recherch e Avec ces donn es il est possible de d terminer un intervalle l int rieur duquel se trouve la valeur de X avec une probabilit de p appel e probabilit de couverture ou niveau de confiance Pour ce faire il faut d terminer l incertitude largie U U kpu a 4 1 Dans ce cas l intervalle s appelle intervalle de cr dibilit E U x
44. le 3D a dur deux semaines 86 Chapitre 5 La documentation et l illustration d tats des lieux R sultats Le but du travail tait de pr senter un mod le 3D et un plan en 2D d un lieu d un crime commis l int rieur en essayant d utiliser au mieux les possibilit s offertes par la photogramm trie num rique et les logiciels de mod lisation 3D Le r sultat initial obtenu apr s la restitution a donc t finalis en 3Ds Max pour le mod le 3D et dans Microstation pour le mod le 2D figure 5 12 Les valeurs d cart type et de RMS fournies par le logiciel CDW sont r sum es dans le tableau 5 4 Valeur RMS X Valeur RMS Y Valeur RMS Z 0 008 0 009 0 009 TAB 5 4 R sum des valeurs de l cart type moyen et de la racine carr e de la moyenne quadratique des carts type de la restitution des points dans les directions X Y Z Les valeurs sont exprim es en m tres Ce travail sera repris au paragraphe 6 5 3 dans lesquels l valuation de la taille d un individu a t r alis e 5 4 3 Discussion Les lieux d un crime ou d un accident contiennent beaucoup d informations qui doivent tre en registr es Dans toutes les situations le premier but de la documentation des lieux est d enregistrer l tat de la sc ne lors de l intervention de mani re pouvoir ensuite illustrer les lieux analyser les l ments recueillis et fournir des informations aux enqu teurs ou des indices la cour Le relev
45. le 3D statique qui met en vidence les traces retrouv es tous les l ments de la sc ne ont t d finis par une coloration homog ne tandis que les traces ont t color es en rouge sans texture Pour permettre le choix des vues de base depuis le haut de face et de c t des cam ras virtuelles adapt es ont t plac es De plus dans chacun de ces mod les 3D une cam ra virtuelle en mouvement a t cr e Elle a t anim e de mani re se d placer dans toute la sc ne et proposer ainsi une vision guid e des lieux Ces r sultats ont par la suite t export s au format VRML97 de mani re pouvoir les visualiser dans un navigateur internet avec Cortona Lors de cette exportation la vue initiale de la sc ne a t d finie sur la cam ra virtuelle en mouvement Cela signifie que lors de la visualisation cet affichage sera pr sent en premier sauf modification de la part de l observateur R sultats Les fichiers VRML cr s pr sentent les lieux de diff rentes mani res selon les caract ristiques choisies pr sent es plus haut La premi re op ration qui a lieu lors de l ouverture d un des fichiers est la mise en oeuvre par la cam ra virtuelle anim e d un panoramique de la sc ne Les d placements les angles de vue et les caract ristiques de la cam ra ont t d finis au pr alable par le cr ateur du mod le interactif L observateur peut tout moment interrompre ce panoramique
46. ment par des conditions sp cifiques par exemple par des contraintes physiques il s agit d animations proc durales 3 3 3 La r alit virtuelle La r alit virtuelle est une simulation en temps r el d une sc ne 3D dans laquelle il est pos sible d voluer La simulation doit donner l observateur l impression d un monde r el Cr er une sc ne virtuelle au vrai sens du terme n cessite des conditions particuli res Du c t technique il faut que le support informatique soit capable de g n rer au moins 25 images par seconde et que Vop rateur puisse interagir facilement avec le monde virtuel L autre aspect de la r alit virtuelle est d ordre psychologique l op rateur doit se sentir dans un monde r el Bien que la technologie ait fait d normes progr s avec le d veloppement de toute une panoplie de syst mes qui facilitent l immersion et l interaction avec des mondes virtuels la sensation de ces mondes reste loin de la r alit Dans la pratique il est difficile de cr er des exp riences virtuelles de qualit en raison des limitations techniques li es la puissance des ordinateurs la r solution des images et la transmission des donn es En sciences forensiques la r alit virtuelle a t abord e au niveau th orique surtout comme moyen de pr sentation d une sc ne d un crime ou d indices destin s aux enqu teurs ou au tribunal Bailenson et al 2006 Feigenson 2006 Girvan 2001 Howard et al
47. n ont pas t prises dans des conditions photogramm triques Les images provenant des cam ras de surveillance ou d appareil photographiques de t moins doivent tre consid r es comme des traces visuelles des sujets ou des v nements Outre fournir des informations m triques elles fournissent d autres informations qui peuvent tre utilis es pour identifier les personnes impliqu es ou pour comprendre ce qui s est pass Mat riel et m thodologie Il existe plusieurs m thodes pour effectuer des mesures sur des images Le choix d une approche ou d une autre d pend g n ralement de facteurs essentiellement circonstanciels connaissances de l op rateur temps et moyens disposition but du travail qualit du r sultat obtenir et ainsi de suite Sur une photographie d un sujet plan effectu e de mani re que le plan image soit parall le au plan objet les mesures sur le sujet peuvent facilement tre faites Il suffit d avoir une r gle qui d finisse l chelle L algorithme r alis paragraphe 6 3 2 permet d effectuer des mesures sur un sujet en tr s peu de temps sans que l utilisateur ne soit exp riment et sans devoir avoir beaucoup d informations concernant la prise de vue Il suffit de placer les points sur des objets comportant des lignes parall les et fixer les mesures de calibration Le plus contraignant pour ce genre d application est le besoin 119 6 3 L analyse des images
48. photogramm trique gt Objets complexes et ou avec beaucoup de d tails Effet Difficult dans la restitution d taill e de l objet Solution D finir des points pr cis pour la restitution ajouter des points de rep re lors du relev photogramm trique et ou augmenter le nombre de prises de vue ventuellement avec un cadrage plus serr lors du relev photogramm trique valuation de la finition du mod le 3D La derni re tape lors de la cr ation d un mod le 3D partir d une restitution photogramm trique consiste affiner le r sultat dans un logiciel de mod lisation 3D Ce travail consiste ajouter des formes de base qui compl tent la restitution photogramm trique en lui donnant le rendu voulu voir figure 4 10 La m thodologie de travail et les outils employ s d pendent du but recherch Dans cette tape galement des erreurs plus ou moins importantes peuvent tres introduites selon la complexit de la sc ne la qualit des syst mes employ s la finesse avec laquelle l op rateur dessine les objets ou autres L erreur syst matique peut tre valu e de la m me mani re dont elle a t appr ci e pour la restitution photogramm trique par comparaison d une mesure r elle avec la mesure dans le mod le 3D L appr ciation de l erreur al atoire est plus difficile car les logiciels de mod lisation ne fournissent pas d indications dans ce sens Tous les objets dessin s sont des repr sentations vecto
49. photogramm trique peut s ins rer dans le travail de documentation et d illustration d tats des lieux internes Du point de vue pratique les principales diff rences entre un relev photogramm trique et une fixation forensique sont les suivantes e pour un relev photogramm trique il faut que suffisamment de points de calage clairement visibles soient pr sents e un relev photogramm trique comporte un nombre sup rieur de prises de vue par rapport une documentation forensique e le travail de mesure est effectu au laboratoire Mat riel et m thodologie Pour effectuer une documentation photogramm trique lors d un tat des lieux il faut disposer du mat riel suivant e un appareil photographique avec un objectif courte focale les prises de vue doivent souvent se faire dans des endroits troits et il faut donc avoir un champ de vision relativement grand e un tr pied pour les prise de vue des traces sur des surfaces planes ou lors des photographies avec de longs temps de pose e un flash e diff rents outils de marquage en fonction de l environnement il pourrait tre n cessaire de disposer de rep res de diff rentes tailles de couleurs diff rentes ou de rep res luminescents e un instrument de mesure adapt aux mesures sur les lieux Les conditions photographiques varient peu d un tat des lieux un autre e la mise au point est g n ralement fix e courte distance Les objets se trouv
50. provenant de l exp rience des connaissances du comportement humain ou des points de vue des diff rentes parties sur les v nements qui ont eu lieu Du type que s est il pass 152 Chapitre 7 La mod lisation 3D et l valuation des hypoth ses Avec les mod les 3D il est possible de tester plusieurs hypoth ses et de discuter la compatibilit des observations faites selon les diff rentes alternatives propos es Cette t che peut s av rer tr s complexe surtout dans les cas ot il y a beaucoup d l ments incertains Pour cette raison il est important que chaque donn e soit caract ris e et valu e de mani re 4 comprendre sa valeur et sa signification dans le cas en examen Dans le cas pr sent ici les hypoth ses concernaient la vision et le comportement que les deux pilotes auraient pu avoir l int rieur de la cabine de pilotage Les informations mat rielles disposi tion pour r pondre a cette question taient la position des si ges et les mesures anthropom triques du pilote et du copilote D autres aviateurs ayant utilis le m me type d appareil ont fourni des indica tions sur des angles de vue raisonnables des pilotes en fonction galement des informations extraites des boites noires Ces consid rations restaient tout de m me des hypoth ses non v rifiables et cela a t d ment clarifi dans le rapport d expertise qui a t fourni lors de la pr sentation des r sultats de l invest
51. r sultats obtenus Le but tait moins de d tailler les caract ristiques des logiciels de photogramm trie num rique et d tudier en d tail les qualit s de justesse et de fid lit de ces outils que de confirmer les observations d j faites lors de tests comparables dans d autres domaines notamment de l industrie de l architecture et de l arch ologie Les principaux constats qui en ressortent sont les suivants e le travail de photogramm trie combin e avec la mod lisation 3D se divise en quatre tapes prin cipales le relev photogramm trique la cr ation du mod le photogramm trique la restitution photogramm trique et la finition du mod le 3D e chaque tape le mat riel utilis et la m thodologie appliqu e au travail influencent le r sul tat Les aspects auxquels il faut pr ter une attention particuli re sont la mesure instrument de mesure qualit de la mesure la photographie qualit quantit et distribution des photo graphies la d finition des param tres du mod le photogramm trique orientation interne de l appareil photographique d finition des points homologues d finition des mesures de calibra tion la qualit de la restitution photogramm trique et de la finition du mod le 3D li e la complexit de la sc ne e les logiciels de photogramm trie num rique comprennent des outils de contr le qui permettent de v rifier le travail effectu m me dans ces conditions la
52. sultat de base But du test appr cier l influence de l augmentation du nombre de mesures de calibration sur la qualit de la cr ation du mod le photogramm trique test 9 l appareil photographique a t calibr simultan ment l tape d ajustement des faisceaux But du test appr cier le changement des param tres de l appareil photographique et l influence de l orientation interne simultan e sur la qualit de la cr ation du mod le photogramm trique Pour appr cier la qualit des r sultats des diff rents tests deux valuations ont t accomplies e la fid lit a t valu e en appr ciant les r sultats fournis par le logiciel CDW apr s l ajustement des faisceaux e la justesse a t valu e en comparant les mesures prises sur les objets avec les mesures obtenues par restitution photogramm trique Le mod le photogramm trique obtenu lors du test 1 a t utilis pour effectuer une restitution photogramm trique des lieux Lors de cette restitution plusieurs polygones d finissant les contours et les sommets des sujets visibles sur les images ont t dessin s figure exemple la figure 4 3 Ces donn es contenues dans un mod le 3D brut ont t export es en format DXF et finalis es avec Microstation et 3Ds Max Les tailles des objets des mod les 3D ont t ensuite compar es avec les mesures effectu es sur les lieux 25Pour faciliter la mesure des objets restitu s photog
53. t calibr s au pr alable selon la proc dure d crite dans l annexe A 2 Mat riel et m thodologie au laboratoire Les logiciels utilis s pour effectuer la restitution photogramm trique et la finition du mod le 3D ont t les suivants e CDW pour le travail photogramm trique e MSR pour la cr ation d orthoimages e Microstation pour la finition et l laboration du plan e 3Ds Max pour la cr ation du mod le 3D de la sc ne e Adobe Photoshop pour la conversion et le traitement des images Deux mod les photogramm triques ont t cr s un pour la restitution des lieux et un deuxi me pour la cr ation d orthoimages de la partie o les projections de sang se trouvaient 93 5 5 Les objets et les traces Pour le mod le photogramm trique des lieux les s ries d images provenant des prises de vue g n rales et des prises de vue des r v lations au Luminol ont t trait es photogramm triquement dans le logiciel CDW Pour chaque s rie d images dont les conditions de prise de vue changeaient des param tres internes diff rents ont t fix s Au total quatre param tres internes diff rents ont t utilis s 6 Plusieurs points de calage ont t d finis surtout sur la zone o se trouvaient les projections de sang Tous les objets d int r t de la pi ce ont t restitu s photogramm triquement Les contours des taches de sang passives de transferts et latentes ont t reproduits Les me
54. teurs ou des magistrats et d autre part l aspect fasci nant des repr sentations visuelles ou interactives des mod les 3D persiste tant donn l importance psychologique de la vision sur l interpr tation 10 3 Recommandations pour le travail photogramm trique combin avec la mod lisation 3D en sciences forensiques Les recommandations faites dans cette section concernent l application forensique de la photo gramm trie num rique combin e avec la mod lisation 3D sans d crire dans les d tails les besoins mat riels et m thodologiques que ces techniques n cessitent lesquels ont t abord s dans les cha pitres pr c dents Plusieurs logiciels existent chacun ayant des caract ristiques d utilisation qui lui sont sp cifiques Il est tout de m me possible de d finir des aspects techniques r currents qui doivent tre respect s afin d obtenir un r sultat de qualit Au paragraphe 4 3 5 et dans la litt rature 9En quelque sorte de faire primer le c t artistique de la pr sentation graphique de l information 107 faut tout de m me nuancer ce risque car il est galement pr sent lors de l investigation traditionnelle des lieux Par contre dans un mod le 3D celui ci peut tre sup rieur en raison du c t fascinant de la pr sentation 188 Chapitre 10 Conclusion D Ayala et Smars 2003 Galantucci et al 2005 Gayde et al 1997 Waldh usl et Ogleby 1994 se trouvent des consid rations sur certains de ces a
55. tre utilis es pour effectuer des mesures sur les sujets enregistr s 1 3 Utilisation actuelle Fig 1 1 Exemples montrant des utilisations de la photographie tels que d finie ici une vue g n rale sur un lieu d un accident de construction figure a gauche un r sultat de l analyse d une banque de donn es d images de pilules d ecstasy figure b au milieu et une trace digitale figure c 4 droite des donn es num riques en un espace cart sien 3D En sciences forensiques cette repr sentation est presque toujours li e un l ment du monde r el Dans ce contexte il est possible de dire qu un mod le 3D est une extension de l information 2D contenue dans une photographie une photographie repr sente un enregistrement visuel de la sc ne tandis qu un mod le 3D de la sc ne repr sente une description virtuelle Par analogie le but de l utilisation d un mod le 3D peut tre rapproch celui d une photographie avec une valeur ajout e la troisi me dimension Il faut galement remarquer qu une m me image ou un m me mod le 3D peut tre utilis dans plusieurs buts Par exemple la photographie faite sur les lieux dans un but de documentation pourra tre utilis e comme moyen d illustration comme moyen de preuve ou elle pourra tre analys e pour en extraire des donn es compl mentaires Un mod le 3D d un accident de la circulation peut tre utilis comme plan des lieux ou
56. tre appliqu e et les conditions pour lesquelles les r sultats obtenus sont valables sont galement importantes d finir Ces consid rations 144 Chapitre 6 L analyse et l exploitation des donn es sont g n ralement faites au d but du travail lors de la r ception de la mission et de la premi re valuation des donn es C est ce moment que le sp cialiste choisit la technique et la m thodologie de travail 145 Chapitre 7 La mod lisation 3D et l valuation des hypoth ses 7 1 Introduction La photogramm trie combin e avec la mod lisation 3D permet d enregistrer et de pr senter des lieux de crimes ou d accidents Elle peut tre utilis e pour analyser des traces ou autres l ments et pour fournir des informations concernant les personnes impliqu es et le d roulement des faits Ce chapitre traite d une utilisation particuli re de la mod lisation 3D pour la cr ation de sc nes virtuelles et la reconstruction virtuelle d v nements Une des particularit s de la mod lisation 3D est la possibilit de placer dans un environnement 3D repr sentant des lieux de crimes ou d accidents des l ments qui n taient pas pr sents ou qui taient invisibles sur la sc ne Des exemples ont d ja t pr sent s dans le chapitre pr c dent pour le calcul ou la d termination de la trajectoire et de l origine d une tache de sang ou d un coup de feu ou de la position d un individu sur la sc n
57. trique peut tre retravaill et compl t en tout moment En revanche le niveau de d tails du r sultat n atteint pas celui obtenu avec des syst mes de mod lisation 3D actifs comme le syst me ATOS D un autre c t la mod lisation 3D acquise avec des syst mes plus pointus contient un nombre lev de donn es qui ne sont pas n cessairement toutes utiles pour l investigation Les informations pertinentes risquent d tre noy es parmi d autres informations Avec une restitution photogramm trique le sp cialiste choisit les d tails qui l int ressent et qui sont les plus pertinents pour l enqu te 5 6 Synth se Ce chapitre pr sente quelques situations pour lesquelles la photogramm trie combin e avec la mod lisation 3D comme outil de documentation et d illustration de l tat des lieux des objets et des traces li es un d lit ou un accident a t utilis e Historiquement l investigation des accidents de la circulation a t le premier domaine dans lequel ces techniques ont t employ es Aujour d hui encore cette discipline est la principale les utiliser en y combinant les possibilit s offertes par les syst mes de mesure et de mod lisation 3D plus avanc s La photogramm trie combin e avec la mod lisation 3D est aussi tr s utilis e pour les tats des lieux externes Les avantages li s la flexibilit de la photographie la qualit des r sultats obtenus et galement aux possibilit s offertes p
58. v lation Luminol Bluestar forensic 91 5 5 Les objets et les traces des c nes de marquage noir blanc des carr s fluorescents des petits adh sifs ronds color s un t l m tre laser Leica amp Disto pro a un flash annulaire Elinchrom C Ranger RX des lampes pour faciliter le travail dans l obscurit Le lieu du crime simul a t pr par dans un local d environ 3 m x 7 m Des traces de sang passives de transfert projet es et latentes ont t pr par es sur les lieux figure 5 14 Le but du travail tait d effectuer une documentation et une illustration des lieux en consid rant les qualit s des traces de sang pr sentes Dans la situation d crite trois diff rentes m thodologies de travail doivent tre appliqu es e une m thodologie pour le relev des lieux g n ral e une m thodologie pour le relev des projections de sang e une m thodologie pour le relev des traces de sang latentes r v lation au Luminol Etant donn que les lieux doivent tre pr sent s dans leur globalit la m thodologie de travail sur les lieux doit tre adapt e aux trois types de relev Finalement la fixation de l tat des lieux s est d roul e en 8 tapes 1 photographies g n rales et appr ciation de la situation sur les lieux ES croquis de la sc ne d recherche de traces P positionnement des c nes noir blanc fixation des rep res luminescent fixation des marqueurs colo
59. 0 004374 0 002706 0 002733 0 003558 0 002977 0 005108 0 002527 0 002596 0 004198 0 002424 0 002195 0 002763 0 002399 0 002325 0 001440 0 001653 0 001610 0 002194 0 001944 0 001854 0 008303 0 007253 0 003939 0 001642 0 001816 0 001625 0 005807 0 007133 0 004448 0 001396 0 001942 0 001698 0 001462 0 002066 0 001844 0 001433 0 002055 0 001839 0 002372 0 004968 0 003049 0 006905 0 016932 0 003825 0 002484 0 005984 0 003173 EE oem X Y Z 0 003681 Ne OUR amp ND JO C1 ER Go J 5 9 7 9 3 5 5 5 5 5 5 6 6 7 0 3 2 2 3 6 6 6 6 5 5 9 6 2 9 3 9 6 0 1 0 0 6 4 7 1 1 2 5 1 6 5 5 5 0 3 8 TAB B 3 Valeurs des coordonn es des points restitu s lors de la cr ation du mod le photogramm trique pour le test 3 avec les informations concernant l cart type pour chaque point Les valeurs sont exprim es en m tres 220 Annexe B R sum des donn es de l valuation du syst me RolleiMetric Pont p X X 2 EN Beart type X Ecart type Y Ecari type Z 0 003020 0 003117 0 007232 0 001280 0 001454 0 001958 0 003080 0 003151 0 005376 0 001852 0 002066 0 002110 0 001297 0 001235 0 002864 0 003698 0 004817 0 003701 0 005285 0 006270 0 007156 0 002349 0 003192 0 003801 0 001576 0 001595 0 003424 0 001374 0 001411 0 002867 0 001437 0 001485 0 002762 0 001633 0 001661 0 003312 0 000002 0 000001 0 000001 0 000001 0 000001 0 000001 0 000003 0 000002 0 000001 0 0038
60. 0 005447 0 004634 0 005039 0 005072 0 003639 0 005794 0 005571 0 003716 0 002556 0 003373 0 003005 0 004733 0 00382 0 002488 0 003542 0 004352 0 003752 0 002697 0 002797 0 002475 0 002353 0 002056 0 001929 0 003048 0 003377 0 002558 0 00347 0 004784 0 002255 0 002665 0 002367 0 002386 0 003719 0 004825 0 003358 0 004048 0 005081 0 00335 0 002129 0 003811 0 003043 0 004208 0 005244 0 0041 0 002075 0 00364 0 002806 0 002331 0 00377 0 002706 0 00322 0 005374 0 002804 0 001525 0 002434 0 001872 0 002042 0 002813 0 002065 0 002427 0 003593 0 00247 0 003774 0 005101 0 003085 0 002624 0 003466 0 00288 0 002789 0 002122 0 001988 0 002783 0 002109 0 001857 0 004581 0 004522 0 002803 0 002457 0 0023 0 00232 0 001423 0 001515 0 001593 0 002095 0 001869 0 001854 0 007353 0 006579 0 00378 0 001625 0 00179 0 001648 0 004562 0 00614 0 004353 0 001338 0 001873 0 001655 0 0014 0 001989 0 001789 0 001382 0 001976 0 001797 0 002195 0 003713 0 002863 0 002261 0 003816 0 002936 0 002296 0 003857 0 002911 EE oem X Y Z 0 002510 Ne ow N NNWAWDITEFWONnNP ONSSCHWONWNBNAFRAWBDONBBANTRWNWEQHDAADAAN BHO oO UE amp ND JO C1 ER Go TAB B 1 Valeurs des coordonn es des points restitu s lors de la cr ation du mod le photogramm trique pour le test 1 avec les informations concernant l cart type pour chaque point Les valeurs sont exprim es en m tres 218 Annexe B R sum des donn es de l valuati
61. 001314 0 001937 0 001798 0 002202 0 003632 0 002831 0 002143 0 003737 0 002828 0 002142 0 003726 0 002914 L1 J J Moyenne XYZ 0 002502 TAB B 8 Valeurs des coordonn es des points restitu s lors de la cr ation du mod le photogramm trique pour le test 8 avec les informations concernant l cart type pour chaque point Les valeurs sont exprim es en m tres 225 B 1 Mod les photogramm triques des diff rents tests Point p X D LI Lu p Esse Ecart type X Ecart type Y Ecarttype Z 0 000001 0 000002 0 000001 0 000001 0 000001 0 000001 0 000002 0 000003 0 000001 0 000655 0 000660 0 000684 0 000612 0 000578 0 000643 0 001453 0 001286 0 001276 0 002080 0 001695 0 001669 0 000781 0 000892 0 000827 0 000703 0 000732 0 000729 0 000683 0 000724 0 000704 0 000683 0 000723 0 000711 0 000705 0 000731 0 000738 0 000615 0 000645 0 000629 0 000640 0 000724 0 000688 0 000615 0 000694 0 000689 0 001298 0 001122 0 001253 0 005378 0 003398 0 003229 0 006969 0 004689 0 003990 0 004316 0 004360 0 003124 0 004975 0 004794 0 003193 0 002187 0 002890 0 002574 0 004072 0 003290 0 002136 0 003036 0 003736 0 003219 0 002307 0 002396 0 002118 0 002015 0 001760 0 001652 0 002610 0 002891 0 002191 0 002975 0 004096 0 001934 0 002283 0 002029 0 002045 0 003197 0 004144 0 002887 0 003487 0 004372 0 002883 0 001825 0 003273 0 002613 0 003617 0 004509 0 003526 0 001779 0 003128 0 002410 0 002003 0 003244 0 002325 0 002774 0 004628 0 0
62. 003229 0 002578 0 004431 0 003329 0 002595 0 004465 0 003296 JBER MM M Moyenne X Y Z 0 004391 7 2 3 3 5 3 3 6 3 9 4 3 3 9 4 10 10 8 10 8 9 7 8 5 5 5 7 9 8 4 8 5 12 12 12 9 8 8 TAB B 5 Valeurs des coordonn es des points restitu s lors de la cr ation du mod le photogramm trique pour le test 5 avec les informations concernant l cart type pour chaque point Les valeurs sont exprim es en m tres 222 Annexe B R sum des donn es de l valuation du syst me RolleiMetric Pome XT A Ze Ecart type X Beart type Y Boart type Z 0 000001 0 000002 0 000001 0 000001 0 000001 0 000001 0 000002 0 000003 0 000001 0 000908 0 001158 0 000985 0 000846 0 000788 0 000896 0 003040 0 001854 0 001859 0 004758 0 002194 0 002402 0 001451 0 001366 0 001249 0 001013 0 001291 0 001112 0 000973 0 001271 0 001080 0 000947 0 001264 0 001073 0 000991 0 001285 0 001110 0 000851 0 000924 0 000888 0 000925 0 001165 0 001077 0 000860 0 001030 0 001040 0 002001 0 001878 0 001819 0 287215 0 104067 0 103274 0 007298 0 005990 0 004688 0 009222 0 006388 0 004865 0 003710 0 004982 0 003782 0 005774 0 004149 0 002935 0 004170 0 012620 0 005214 0 003809 0 008653 0 004509 0 004253 0 002303 0 002366 0 003791 0 005068 0 002741 0 005202 0 013203 0 004373 0 007057 0 007386 0 005462 0 002899 0 009242 0 004169 0 002875 0 008241 0 004192 0 003897 0 009452 0 004363 0 002482 0 004787 0 002642 0 00
63. 2005 Drap 1997 P DRAP Photogramm trie et mod les architecturaux Th se de doctorat Universit de Mar seille 2 1997 Duesing 2006 B DUESING PhotoModeler Takes Accident Documentation Off Road Law Enforcement Technology June 2006 Dunn et al 2006 M A Dunn P SALOVEY et N FEIGENSON The Jury Persuaded and Not Computer Animation in the Courtroom Law amp Policy 28 2 228 248 2006 El Hakim et al 1995 S EL HAKIM J A BERALDIN et F BLAIS A Comparative Evaluation of the Perfor mance of Passive and Active 3D Vision Systems In SPIE d Conference on Digital Photogrammetry vol 2646 p 14 25 Saint Petersbourg 1995 SPIE El Hakim et al 2007 S EL HAKIM L Gonzo F VOLTOLINI S GIRARDI A Ruzzi F REMONDINO et E WHITING Detailed 3D Modelling of Castles International Journal of Architectural Computing 2 5 200 220 2007 Estoppey 2006 N EsroPPEYv Elaboration et valuation de deux programmes informatiques permettant d effectuer des mesures sur des images issues d appareils de param tres inconnus Rap tech Institut de Police Scientifique UNIL 2006 197 Bibliographie Feigenson 2006 N FEIGENSON Too Real The Future of Virtual Reality Evidence Law amp Policy 28 2 271 293 2006 Feigenson et Dunn 2003 N FEIGENSON et M A Dunn New Visual Technologies in Court Directions for Research Law and Human Behavior 27 1 109 126 2003 Fiedler 2003 B S
64. 32 0 619 4 398 2 827 5 0 004387 0 005604 0 004475 NewPt 33 3 129 5 173 1 022 10 0 002494 0 004753 0 003183 NewPt 34 3 975 5 160 1 019 11 0 002787 0 004727 0 003042 NewPt 35 4 790 5 220 0 969 9 0 004089 0 006961 0 003206 NewPt 36 1 311 11 0 001816 0 003048 0 002149 NewPt 37 4 411 3 790 0 159 8 0 002877 0 004526 0 002716 NewPt 38 4 422 4 506 0 161 9 0 003064 0 004785 0 002979 NewPt 39 4 919 5 222 2 059 8 0 004176 0 006019 0 003493 NewPt 40 41 004 971 214 270 526 10 0 002881 0 003843 0 003316 NewPt 599 6 0 002922 0 002404 0 002258 NewPt 42 4 993 2 960 0 597 7 0 003013 0 002631 0 002207 NewPt 43 5 906 4 080 1 955 6 0 004922 0 005396 0 003289 NewPt 44 0 249 2 964 1 014 12 0 002676 0 002625 0 002770 NewPt 45 46 813 474 991 284 038 11 0 001609 0 001766 0 001883 NewPt 933 13 0 002315 0 002169 0 002224 NewPt O H o cm FF A Fe i A A NA WwW OO ND 5 PF PF nm oda 0 3 0 2 4 5 4 5 5 5 540 3 695 3 4 5 4 2 2 4 2 2 2 O O e e O O mr N 47 0 390 1 667 1 041 5 0 007302 0 006502 0 003883 NewPt 48 1 438 2 844 0 755 10 0 001800 0 002130 0 001975 NewPt 49 0 246 5 231 1 042 7 0 004882 0 006505 0 005024 NewPt RMS value X 0 00337 RMS value Y 0 00376 RMS value Z 0 00277 Additional observations Obs type Number Element Obs vobs sobs Point 1 X 2 0000 0 000 0 000 Point 1 Z 0 0000 0 000 0 000 IJOWO Y eurojs4s np onbryeid uonesqpn y oxouuy IT Po Po Po Po Di Di Di
65. 3D La raison est li e la basse d finition des images ne permettant pas de situer le v hicule de mani re fid le Ce probl me a t rencontr surtout sur les images pr sentant une vue de la voiture qui est tr s loign e par rapport la position de la prise de vue De plus sur la plupart des images il est tr s difficile de voir la position exacte du v hicule sur la route Finalement ces 22 positions doivent tre prises comme une approximation de la position possible du v hicule surtout par rapport la largeur de la route Ces donn es fournissent tout de m me une appr ciation utile sur le comportement du v hicule lors des v nements et permettent d valuer une vitesse moyenne pour des intervalles de distances R sultats En raison du positionnement manuel des mod les 3D de la voiture certaines images notamment celles dont la voiture est loign e du point de prise de vue ont un cart type tr s lev graphe figure 6 14 Ainsi il a t choisi de calculer la vitesse de deux fa ons e la distance parcourue par la voiture entre chaque image extraite a t calcul e e quatre images pr sentant une faible cart type ont t utilis es pour calculer la vitesse moyenne du v hicule pour certains intervalles de temps r sultats r sum s dans le tableau 6 8 Cela a permis galement d valuer l acc l ration moyenne entre chaque image Ces donn es montrent que e la vitesse du v hicule est au m
66. 4 point point 5 point calcul des param tres de la droite D4 point 1 et 6 a4 b4 DroitePoints point 1 point point 6 point calcul du PF2 gt correspond au point de fuite d termin par les droites des points D3 et D4 PF2 1 b4 b3 a3 a4 PF2 2 a3 PF2 1 b3 calcul des param tres de la droite d horizon Ha Hb DroitePoints PF1 PF2 calcul du point le plus loing 0 de l horizon origine templ 0 for i 1 6 temp2 abs Ha point i point 1 point i point 2 Hb sqrt Ha 2 Hb 2 if temp2 gt templ templ temp2 Orgn i end end AV Vo Vo Vo Vo Vo Vo Vo Vo Calcul des droites passant par les points et d finissant le point de fuite vertical Point de fuite 3 calcul des param tres de la droite D4 point 2 et 3 a5 b5 DroitePoints point 2 point point 3 point e e ri1oA INS oqdJnsopN ZO LES calcul des param tres de la droite D5 point 5 et 6 a6 b6 DroitePoints point 5 point point 6 point calcul du PF3 gt correspond au point de fuite d termin par les droites des points D4 et D5 PF3 1 PF3 2 b6 b5 a5 a6 a5 PF3 1 b5 dessine les droites avec intersection sur PF1 ine point 1 point 1 PF1 1 point 1 point 2 PF1 2 ine point 4 point 1 PF1 1 point 4 point 2 PF1 2 dessine les deux droites avec intersection sur PF2 ine point 1 point 1 PF2 1 point 1 point 2 PF2 2 ine poin
67. BLASCOWICH et A C BEALL Courtroom Applications of Virtual Environments Immersive Virtual Environments and Collaborative Virtual Environments Law amp Policy 28 2 249 270 2006 Bailenson et al 2008 J N BAILENSON A DAVIES J BLASCOVICH A C BEALL C MCCALL et R E GUADAGNO The Effects of Witness Viewpoint Distance Angle and Choice on Eyewitness Accuracy in Police Lineups Conducted in Immersive Virtual Environments Presence Teleoperators amp Virtual Environments 17 3 242 255 2008 Balazic et al 2006 J BALAZIC I PREBIL et N CERTANC Computer Simulation of the Accident with Nine Victims Forensic Science International 156 161 165 2006 Baldwin 1998 H B BALDWIN Three Dimensional Imaging in Crime Scene Investigations In SPIE d Investigation and Forensic Science Technologies vol 3576 p 7 13 Boston 1998 Baltsavias 1999 E P BALrsavias A Comparison Between Photogrammetry and Laser Scanning SPR Journal of Photogrammetry amp Remote Sensing 54 83 95 1999 Banno et al 2004 A Banno T Masupa et K IKEUCHI Three Dimensional Visualization and Compa rison of Impression on Fired Bullets Forensic Science International 140 233 240 2004 Berger et al 2001 H BERGER M BRAUN W PETZ G POMASKA et G SCHWINN Photogrammetrische Beweissicherung und Erstellung von Tatortskizzen mit RolleiMetric 2001 Communication personnelle Bertillon 1912 A BERTILLON Photographie m
68. CPos Z 19 666 37 382 2 062 3 671 1 539 1 274 0 107496 0 093052 0 069852 0 003894 0 003547 0 004469 Average residuals of x 0 008254 of image coordinates y 0 005786 Image no 26 camera no 15 rot 1 Tilt Axis Swing CPos X CPos Y CPos Z 28 340 8 098 98 424 2 953 0 666 1 230 0 074755 0 082095 0 088048 0 002781 0 001698 0 003085 Average residuals of x 0 017551 of image coordinates y 0 011756 Image no 27 camera no 15 rot 1 Tilt Axis Swing CPos X CPos Y CPos Z 36 859 44 060 17 007 4 019 0 292 1 226 0 079093 0 106874 0 095698 0 002719 0 003007 0 003008 YSN 39 MO 9048 o1103e10qer ne esei FH Y GIZ Average residuals of x 0 010145 of image coordinates y 0 010025 Image no 28 camera no 15 rot 1 Tilt Axis Swing CPos X CPos Y CPos Z 29 641 12 062 91 926 3 672 0 371 1 117 0 079719 0 075762 0 076772 0 002687 0 001816 0 003445 Average residuals of x 0 009233 of image coordinates y 0 010086 Camera no 15 RO 9 00 Adjusted object coordinates ray intersections standard deviations Point X Y Z Rayint 1 2 000 0 200 0 000 8 0 000001 0 000002 0 000001 NewPt 2 2 N OH ON u 10 2 11 2 12 2 2 2 2 2 0 18 0 2 1 3 0 000 739 084 552 846 028 395 358 362 503 497 485 154 150 766 510 480 131 031 488 066 2 2 1 2 Li 1 1 0 000 0 000 10 0 000001 0 000001 0 000001 NewPt 058 0 000 1
69. D WEHNER et F WEHNER Computer Aided Shot Recons truction by Means of Individualized Animated Three Dimensional Victim Models Forensic Science International 125 245 249 2002 Subke et al 2000 J SUBKE H D WEHNER F WEHNER et S SZCZEPANIAK Streifenlichttopometrie p SLT A New Method for the Three Dimensional Photorealistic Forensic Documentation in Colour Forensic Science International 113 289 295 2000 Suchocki 1995 J L SUCHOCKI Forensic Animation the 21st Century Eyewitness Internet http www eyewitnessanimations com Articles htm 1995 Acc d le 11 9 2008 Taylor et Kuyatt 1994 N TAvLoR et C E KUYATT Guidelines for Evaluating and Expressing the Uncer tainty of NIST Measurement Results Technical note National Institute of Standards and Technology 1994 Thali et al 2003a M THALI M BRAUN W BR SCHWEILER et R DIRNHOFER Morphological Imprint Determination of the Injury Causing Weapon From the Wound Morphology Using Forensic 3D CAD Supported Photogrammetry Forensic Science International 132 177 181 2003a Thali et al 2003b M THALI M BRAUN J WIRTH P VOCK et R DIRNHOFER 3D Surface and Body Do cumentation in Forensic Medicine 3D CAD Photogrammetry Merged with 3D Radiological Scanning Journal of Forensic Science 48 6 1356 1365 2003b Thali et al 2003c M J THALI M BRAUN T MARKWALDER W BR SCHWEILER U ZOLLINGER N J MALIK K YEN et R DIR
70. DLT En l adaptant depuis l quation 2 5 s obtient A d L3Z a A TXF Daa dedans i Lg KX LgY L7Z Lg l M 2 7 LoX LioY Luz 1 o Ii Lo La La Ls Le L7 Ls Lo Lio et Lii sont les param tres TLD Ainsi tout point sur une image peut tre utilis pour d finir un faisceau qui passe par le centre optique de l appareil Si plusieurs images prises de diff rents points de vue contiennent le m me point l intersection des diff rents faisceaux qui y sont issus permet de retrouver les coordonn es du point objet Le principe de coplanarit partir d un point image il est possible de d terminer le faisceau passant par le centre optique et le point objet Cependant il est impossible de d terminer sa position exacte Pour y parvenir il est n cessaire de consid rer plusieurs images contenant le m me point et de combiner les diff rentes lignes de vue correspondantes Cela implique de conna tre l orientation interne et externe de chaque photographie Lorsque deux images sont pr sentes le faisceau d d un point image q peut tre projet sur la deuxi me image De cette mani re sur la deuxi me image seront repr sent es toutes les positions possibles du point recherch La recherche de la correspondance de q sur la deuxi me image appel e image homologue c est dire q2 se limite la droite do Pour pouvoir d terminer d la g om trie interne des
71. Dans le cas o il serait pr vu de ne faire qu un redressement avec le logiciel MSR il faut v rifier que les conditions de travail soient ad quates pr sence de lignes parall les r alisation d un nombre de mesures adapt ou d finir suffisamment de points de calage 3 effectuer des mesures entre des rep res Pour garantir la qualit du mod le photogramm trique il faut effectuer un minimum de 3 mesures Noter galement avec quel syst me les mesures ont t prises Les mesures doivent tre adapt es la surface totale restituer et la qualit de la restitution rechercher La r gle pratique de la st r ophotogramm trie veut que le rapport mesure de calibration tendue maximale de la zone restituer soit d environ 1 5 Les tests ont montr que m me si cette valeur est aussi adapt e pour le travail avec des syst mes de photogramm trie num rique multi images la qualit du travail est surtout influenc e par le nombre et la position des mesures sur la zone restituer 4 si les lieux sont tendus ou s par s par une barri re physique qui rend difficile la liaison des images les lieux peuvent tre s par s en deux ou plusieurs zones Dans chaque zone des points de rep re un syst me de coordonn es et des mesures propres doivent tre d finis Les diff rentes zones pourront tre li es par la suite avec les logiciels de mod lisation 3D gr ce des rep res en commun 5 pr parer l appa
72. Di Po 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 int 2 X 2 0000 0 000 0 000 int 2 Y 2 0000 0 000 0 000 int 2 Z 0 0000 0 000 0 000 int 3 Z 0 0000 0 000 0 000 stance Pt 1 gt 2 1 8000 0 000 0 000 stance Pt 1 gt 3 2 5450 0 000 0 000 stance Pt 2 gt 3 1 7400 0 000 0 000 fferences of object coordinates int XYZ 0 0000 0 0005 0 0000 0 0000 0 0000 0 0000 0 0131 0 0283 0 0000 0 0030 0 0191 0 0019 0 0071 0 0094 0 0010 0 0105 0 0226 0 0048 0 0230 0 0263 0 0053 0 0049 0 0105 0 0017 0 0010 0 0052 0 0012 0 0008 0 0054 0 0013 0 0003 0 0074 0 0014 0 0006 0 0072 0 0014 0 0008 0 0118 0 0006 0 0013 0 0033 0 0012 0 0019 0 0047 0 0008 0 0052 0 0058 0 0021 0 0330 0 0283 0 0150 0 0216 0 0127 0 0032 0 0346 0 0062 0 0055 0 0415 0 0009 0 0021 0 0185 0 0095 0 0073 0 0289 0 0199 0 0038 0 0151 0 0184 0 0056 0 0036 0 0119 0 0029 0 0274 0 0237 0 0072 0 0105 0 0285 0 0066 27 0 0105 0 0213 0 0008 28 0 0136 0 0318 0 0061 29 0 0361 0 0038 0 0146 30 0 0566 0 0026 0 0019 31 0 0405 0 0095 0 0083 32 0 0165 0 0444 0 0146 33 0 0457 0 0015 0 0116 34 0 0482 0 0082 0 0146 35 0 0517 0 0223 0 0163 36 0 0272 0 0046 0 0017 37 0 0354 0 0232 0 0126 38 0 0417 0 0219 0 0165 39 0 0601 0 0093 0 0113 40 0 0166 0 0333 0 0022 41 0 0312 0 0306 0 0003 42 0 0395 0 0252 0 0044 43 0 0613 0 0262 0 0043 44 0 0068 0 0368 0 0091 45 0 00
73. Du point de vue de l investigation les aspects logistiques de connaissances de temps ou de ressources influencent in vitablement la m thodologie de travail appliqu e sur les lieux C est toujours au sp cialiste que revient le choix de pr lever ou de renoncer un l ment en sachant qu il sera rarement possible de retourner sur les lieux et de retrouver des donn es oubli es dans cette tape Martin 2002 Dans certains cas les lieux doivent tre examin s assez rapidement afin qu ils puissent tre rang s comme dans leur tat initial nettoyage des lieux d placement de v hicules accident s remise en tat de la route ou autres Ce fait contraint les investigateurs enregistrer et pr lever le maximum d informations en peu de temps la fin de l investigation le sp cialiste pr sente un plan des lieux un cahier photogra phique et un rapport d intervention La photogramm trie combin e avec la mod lisation 3D s in s re dans ce contexte comme moyen compl mentaire pour la documentation et l ilustration d tats des lieux Baldwin 1998 Galvin 2005 Heinert 1995 Howard et al 2000 Neis et al 2000 Noond et al 2002 Pfefferli 2001 Robinson 2007 De nos jours l utilisation de la photogramm trie combin e avec la mod lisation 3D se r pand a plusieurs branches des sciences forensiques notamment pour l investigation e d accidents de la circulation d accidents d a ronefs d autres sortes d accid
74. En utilisant l approche photogramm trique lors du relev un maximum d informations visuelles est enregistr photographiquement pour ensuite tre reproduit dans un mod le 3D Le r sultat apr s finition peut tre pr sent de plusieurs fa ons e en changeant le mode de reproduction du mod le 3D visualisation du nuage de points du mod le filiaire ou du mod le surfacique e en changeant le moyen de reproduction affichage l cran impression ou projection 83 5 4 Les tats des lieux internes En r gle g n rale en sciences forensiques les mod les 3D issus de la restitution photogramm trique sont reproduits sous forme filiaire sur papier La finition du mod le 3D peut tre effectu e en 2D correspondant la projection orthogonale des l ments tridimensionnels sur un plan L utilisation de la 3D lors du traitement des donn es est int ressante lorsque des investigations dans la troisi me dimension doivent tre r alis es Lors de l effondrement de la structure en bois paragraphe 5 3 2 la mod lisation 3D pourrait tre utile pour montrer les parties de la structure non seulement sur un plan mais galement avec l information de la profondeur L utilisation d un mod le 3D la place du simple dessin en 2D pourrait servir repositionner dans l espace les diff rents l ments apr s l ef fondrement et comme dans ce cas gr ce galement aux photographies d un t moin de reconstruire l tat
75. Image no 8 camera no 15 rot 1 Tilt Axis Swing CPos X CPos Y CPos Z 3 045 42 418 98 514 2 732 0 888 1 355 0 117004 0 162582 0 106966 0 006824 0 004533 0 004758 Average residuals of x 0 014055 of image coordinates y 0 008240 Image no 9 camera no 15 rot 1 Tilt Axis Swing CPos X CPos Y CPos Z 24 340 85 837 2 091 2 695 0 709 1 231 0 171367 0 101045 0 089652 0 002764 0 003580 0 006531 Average residuals of x 0 009435 of image coordinates y 0 009219 Image no 10 camera no 15 rot 1 Tilt Axis Swing CPos X CPos Y CPos Z 19 892 49 848 99 036 0 669 0 342 1 280 0 048567 0 056693 0 082828 0 002843 0 002064 0 003000 Average residuals of x 0 007673 of image coordinates y 0 013263 Image no 11 camera no 15 rot 1 Tilt Axis Swing CPos X CPos Y CPos Z 13 517 93 890 99 663 0 673 0 470 1 318 0 137843 0 124025 0 137894 0 003453 0 005953 0 007711 Average residuals of x 0 011017 of image coordinates y 0 008895 Image no 12 camera no 15 rot 1 Tilt Axis Swing CPos X CPos Y CPos Z 8 539 15 041 3 072 0 487 1 015 1 340 0 055549 0 047833 0 059591 0 003094 0 002806 0 002937 Average residuals of x 0 011872 of image coordinates y 0 007567 Image no 13 camera no 15 rot 1 Tilt Axis Swing CPos X CPos Y CPos Z 23 520 272 885 10 793 0 180 2 185 1 831 0 091603 0 070648 0 071549 0 002631 0 003894 0 005048 Average residuals of x 0 012
76. La position et le mouvement seront connus mais l valuation temporelle de chaque d placement devra tre faite en l absence de donn es pouvant la confirmer Il est donc important lors de la mod lisation des v nements de d finir ce qui peut tre repr sent de mani re certaine par rapport aux reconstructions plus incertaines voire sp culatives pouvant d couler de connaissances subjectives Finalement dans le cadre de la pr sentation d hypoth ses sur le d roulement d v ne ments la mod lisation 3D permet la repr sentation de plusieurs versions des faits Cela peut tre tr s int ressant lors de l appr ciation du bien fond d une hypoth se par rapport une alternative l volution des l ments de la sc ne peut tre compar e avec les l ments mat riels enregistr s et avec les indices d coulant des analyses pour en v rifier la compatibilit Un deuxi me probl me concerne la pr sentation de la mod lisation des v nements Une image d une reconstruction est une repr sentation fixe en 2D de la sc ne La profondeur qui avait t restitu e avec la mod lisation 3D num rique dispara t et le d veloppement des v nements n est plus apparent comme il pourrait l tre avec une vid o Pour montrer l volution de la sc ne ou des objets il faut ajouter d autres images des intervalles de temps d finis Ainsi entre ces images l observateur doit appr cier les distances et les grandeur
77. Presentation Science and Justice 42 2 89 95 2002 Nyffeler et Schwyter 2003 R NYFFELER et R SCHWYTER Untersuchungsrichterlicher Schlussbericht zum Attentat vom 27 September 2001 im Regierungsgeb ude des Kanton Zug Rap tech Untersuchung srichteramt des Kantons Zug 2003 Ogleby 2004 C L OGLEBY Heritage Documentation The Next 20 Years In ISPRS d XXth ISPRS Congress vol XXXV p 850 854 Istanbul 2004 Organisation Internationale de Standardisation 1995 ORGANISATION INTERNATIONALE DE STANDARDISA TION Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement Rap tech Organisation Internationale de Standardisation 1995 Otte 2005 D OTTE 3D Laser f r die Verkehrsunfallaufnahme zur Erstellung masstabsgerechter Unfall zeichnungen Verkehrsunfall und Fahrzeugtechnik 4 85 90 2005 O Flaherty 1996 D O FLAHERTY Computer Generated Displays in the Courtroom For Better or Worse Web Journal of Current Legal Issues 4 1996 Pfefferli 2001 P W PFEFFERLI Computer Aided Crime Scene Sketching Problem of Forensic Sciences XLVI 83 85 2001 Photo Mess Systeme AG 1999 PHoto Mess SYSTEME AG Installation and Quick Start ELCOVISION 10 Manuel d utilisation PMS Photo Mess Systeme AG 1999 Photometrix 2004 PHOTOMETRIX Three Dimensional Measurement with iWitness Rap tech Photo metrix 2004 Popescu et Hoffmann 2005 V Popescu et C HOFFMANN Fidelity in Visualizing La
78. Rosen et al 2007 et le Pentagone Arlington ont t r alis s Hoffmann et al 2004 Popescu et Hoffmann 2005 Ces animations ont t pr sent es sous la forme de vid os 18Les exemples pr sent s aux paragraphes 6 3 3 et 6 4 3 illustrent ce point I9http www bloody sunday inquiry org uk Acc d le 17 12 2007 165 Troisi me partie Conclusions 167 Chapitre 8 Bilan Ce chapitre reprend et approfondit les observations faites dans cette recherche concernant l appli cation des techniques de photogramm trie combin es avec la mod lisation 3D pour la documentation Villustration l analyse et la pr sentation des lieux de crime et d accident 8 1 Les applications Depuis les ann es 90 la photogramm trie num rique a t de plus en plus utilis e en sciences forensiques Ce d veloppement a t favoris par la simplification des logiciels de traitement et l ac croissement de l int r t pour l analyse d image et la cr ation de mod les 3D pour l investigation et la pr sentation criminalistique Un objectif de cette recherche a t de fournir un aperqu des appli cations de la photogramm trie num rique combin e avec la mod lisation 3D en sciences forensiques en ciblant l tude sur les raisons communes de son utilisation Il a t choisi de s parer les exemples en fonction du but du travail Lors d une investigation trois tapes peuvent tre distingu es e l tape de collecte des donn
79. Si le travail est r alis selon les r gles de l art les r sultats obtenus sont g n ralement plus pr cis que ceux qui sont obtenus par les m thodes en deux tapes car toutes les images sont orien t es simultan ment De plus l ajustement des faisceaux permet le calcul des param tres d orientation interne au m me moment que celui de l orientation externe La difficult r side dans le fait que le syst me d quations comprend plusieurs inconnues qui sont d termin es par calcul it ratif cela peut r sulter en une divergence des valeurs Pour cette raison la valeur des inconnues doit tre estim e de fa on raisonnable g n ralement par le calcul de l orientation relative et ou par des tapes successives de rel vement intersection Plusieurs situations permettant la r solution du syst me d quations sont possibles T h orique ment pour effectuer un ajustement des faisceaux au moins 3 points de calage connus et des approxi mations initiales des inconnues des orientations externes et ou internes sont n cessaires Dans la pratique un nombre sup rieur de points homologues la pr sence d objets de morphologie connue la d finition pr cise de points de calage ainsi que le nombre d images pr sentant les m mes points objet permettent d obtenir des mod les photogramm triques pr cis Restitution Une fois l orientation interne et externe de chaque image d termin es il est possible de calculer la position de tous l
80. Texas Transportation Institute 2000 Criminisi 2001 A Criminisi Accurate Visual Metrology From Single and Multiple Uncalibrated Images Distinguished dissertations Springer London 2001 Criminisi et al 1998 A CRIMINISI A ZISSERMAN L V GooL S BRAMBLE et D COMPTON A New Approach to Obtain Height Measurements From Video n SPIE d Investigation and Forensic Science and Technologies vol 3576 p 227 238 Boston 1998 SPIE Crowsey 2002 R C CRowsEYv A Legal Assistant Guide to Legal Applications of Geospatial Information Rap tech Crowsey Incorporated 2002 D Apuzzo 2006 N D APuzzo Overview of 3D Surface Digitization Technologies in Europe In T M CORNER B D Li P d Three Dimensional Image Capture and Applications VI vol SPIE 6056 San Jose 2006 Proc of SPIE IS amp T Electronic Imaging D Ayala et Smars 2003 D D AvALA et P SMARS Minimum Requirement for Metric Use of Non Metric Photographic Documentation Bath university report University of Bath 2003 de Kinder et Bonfanti 1998 J de KINDER et M BONFANTI The State of the Art in 3D Forensic Imaging Information Bulletin for Shoeprint Toolmark Examiners 4 3 18 22 1998 Del mont 2005 O DEL MONT Int gration de l influence de l volution dynamique du feu dans l investi gation d incendies en criminalistique Evaluation du recours la mod lisation informatique Th se de doctorat Universit de Lausanne UNIL
81. Zo 2 4 f A ra X Xo r32 Y Yo ras Z Zo o Xo Yo et Zo sont les coordonn es du centre de projection selon le syst me de coordonn es du monde r el X Y et Z sont les coordonn es du point objet toujours selon le syst me de coordonn es du monde r el un facteur d chelle u et v sont les coordonn es du point image par rapport au 1Dans le texte le plan image est confondu avec l image positive 17 2 2 Les principes r f rentiel image uo et vo sont les coordonn es du point principal et f la distance focale En divisant les deux premi res quations de 2 4 par la troisi me s obtiennent les quations de colin arit _ ru X Xo r12 Y Yo r13 Z Zo r31 X Xo ra2 Y Yo ras Z Zo ne _ px Xo T22 Y Yo raz Z Zo 2 5 r31 X Xo ra2 Y Yo r33 Z Zo L quation 2 3 peut tre galement utilis e pour aboutir aux quations ri1 u ug r21 v vo ra1c X Xj Z Z o st uo r23 v vo r33 f r 2 u ug r22 v vo ra2c Y Y Z Z 2 6 o VE uo r23 v vo r33 f ven Ces quations r sument le principe de base utilis en photogramm trie Elles expriment le fait que le point objet Q le point image q et le centre optique O se trouvent sur la m me droite Elles sont la base de ce qui est appel Transformation Lin aire Directe TLD Direct Linear Transform
82. Zurich Ce plan a t par la suite transmis au WD UTD de la police de la ville de Zurich pour le travail de reconstruction des tirs Pour compl ter les informations techniques provenant des lieux et des objets li s au cas les voitures ont t saisies et mod lis es en 3D avec les syst mes Tritop ATOS Les traces d impact retrouv es sur la voiture ont permis d tablir l angle de tir des coups de feu des policiers Cette information combin e avec les traces d couvertes sur les lieux d finissant le d placement de la voiture des cambrioleurs ainsi que la position pr sum e des tireurs a permis de d terminer la s quence des tirs L angulation de l impact des projectiles sur la voiture a t compar e avec le mouvement de cette derni re sur les lieux Ensuite les policiers ont t questionn s sur leur position et posture lors des tirs Cela a permis de repositionner les deux personnes dans l espace par rapport la voiture partir des trajectoires des coups de feu 156 Chapitre 7 La mod lisation 3D et l valuation des hypoth ses Fic 7 7 Vue des diff rents l ments qui ont t int gr s pour la reconstruction des v nements plan des lieux mod les 3D de la voiture avec l indication de la trajectoire de tir et mod les 3D d humano des avec leur posture selon les t moignages des policiers Ces donn es ont permis de reconstruire la position des policiers par rapport la voiture lors des tirs Image
83. au laboratoire 1 cr er un r seau de points qui vont tre utilis s comme rep res pour la d finition des points de calage Celui ci peut tre imprim sur une feuille d fini par des jalons sur une surface plus ou moins tendue projet avec une diapositive ou un transparent contre une paroi ou visualis avec d autres moyens similaires Pour obtenir une calibration de qualit un maximum de distances entre les points doivent tre connues Dans le cas id al il faudrait placer des points dans les trois dimensions et non pas uniquement sur un plan 2 effectuer plusieurs prises de vue de la zone pr sentant les points de calage Pour garantir une bonne calibration il faut que e toute la surface du capteur ait enregistr les points de rep re e les prises de vue aient t faites depuis plusieurs points de vue e diff rentes images avec plusieurs orientations aient t enregistr es 3 travail l ordinateur s il le faut introduire les informations concernant l appareil photogra phique utilis dans le fichier de configuration camera ini Il s agit d introduire le sigle de l appareil la taille en pixels des images et la taille en mm du capteur 4 travail avec CDW cr er un nouveau projet et diter les informations de l appareil au besoin cr er un nouvel appareil identifiable par un num ro Dans ce cas il faut d finir une focale approximative pour l appareil photographique et laisser les autres valeurs
84. banques de donn es de mod les 3D ou dans d autres sources Synth se Le sch ma repr sent dans la figure 4 11 r sume les tapes du processus de travail photogramm trique avec les possibles sources des erreurs qui peuvent apparaitre lors de la restitution photogram m trique combin e avec la mod lisation 3D Les observations faites lors des ces exp riences rejoignent et approfondissent les consid ra tions pr sent es lors d autres recherches concernant les valuations du travail de photogramm trie D Ayala et Smars 2003 Galantucci et al 2005 Gayde et al 1997 Waldh usl et Ogleby 1994 en fournissant une appr ciation de tout le processus depuis le relev photogramm trique jusqu la finition du travail avec la cr ation d un plan 2D ou d un mod le 3D Il faut consid rer que les syst mes de photogramm trie existent depuis plusieurs d cennies et qu ils ont d j fait leurs preuves dans d autres domaines Le d veloppement technologique en cours en photogramm trie num rique conduit l tude de ces syst mes pour valuer leur qualit dans diff rentes situations Finalement la validation effectu e ici touche certains aspects importants consid rer lors du travail photogram m trique e la photographie et la mesure e la d finition des points homologues et la cr ation du mod le photogramm trique e la restitution photogramm trique e la finition du travail Les exp riences qui suivent fourni
85. belegen Vielmehr soll die Rekonstruktion helfen einen m glichen Ablauf der Schussabgaben zu visualisieren die ja sowohl aus Sicht der Sch tzen als auch aus Sicht des Fluchtfachrzeuges r umlich und zeitlich dynamisch erfolgte 7 3 4 Discussion Cette section montre que lors d une reconstruction d v nements le sp cialiste doit valuer trois aspects e le type d informations utiles pour la reconstruction et sa valeur e comment effectuer la mod lisation des v nements manuellement automatiquement en fixant des tapes interm diaires ou par animation proc durale e comment pr senter la mod lisation par des plans des photomod les ou des vid os Les trois questions sont intimement li es Une animation par algorithmes appuy e par des indices et des informations de bonne qualit sera souvent mieux expos e par une vid o D un autre c t les rapports d expertise sont g n ralement pr sent s sous forme de papier et donc une mod lisation manuelle ou automatique divis e en diff rentes tapes sera plus pertinente La mod lisation 3D d v nements n cessite la connaissance et l appr ciation du comportement et de l volution des l ments sur la sc ne Cela peut notamment tre fait par l valuation de plusieurs informations provenant d images de vid os de l analyse et de l exploitation de traces ou de t moi gnages La validit d une donn e la base de la mod lisation des v nements est va
86. calcul des param tres de la droite D1 point 1 et 2 al b1 DroitePoints point 1 point point 2 point calcul des param tres de la droite D2 point 3 et 4 a2 b2 DroitePoints point 3 point point 4 point calcul du PF1 gt correspond au point de fuite d termin par les droites des points D1 et D2 PF1 1 b2 b1 al a2 PF1 2 al PF1 1 bl Point de fuite 2 calcul des param tres de la droite D3 point 1 et 4 a3 b3 DroitePoints point 1 point point 4 point calcul des param tres de la droite D4 point 2 et 3 a4 b4 DroitePoints point 2 point point 3 point calcul du PF2 gt correspond au point de fuite d termin par les droites des points D3 et D4 PF2 1 b4 b3 a3 a4 PF2 2 a3 PF2 1 b3 calcul des param tres de la droite d horizon Ha Hb DroitePoints PF1 PF2 calcul du point le plus loign 0 de l horizon origine templ 0 fori 1 4 temp2 abs Ha point i point 1 point i point 2 Hb sqrt Ha 2 Hb 2 if temp2 gt templ templ temp2 Orgn i end end clear templ temp2 dessine les droites avec intersection sur PF1 line point 1 point 1 PF1 1 point 1 point 2 PF1 2 line point 4 point 1 PF1 1 point 4 point 2 PF1 2 dessine les deux droites avec intersection sur PF2 line point 1 point 1 PF2 1 point 1 point 2 PF2 2 line point 2 point 1 PF2 1 point 2 point 2 PF2 2 des
87. cart type et de la racine carr e moyenne des erreurs de la restitution des points dans les directions X Y Z pour les deux mod les photogramm triques Les valeurs sont exprim es en m tres Pour valuer la justesse de la mesure sur les images une mesure a t effectu e sur un objet connu La diff rence entre la grandeur r elle et celle obtenue par la mesure avec CDW et 3Ds Max calcul e en pourcentage a t utilis e pour corriger la mesure de la taille de l individu Pour l valuation avec CDW l erreur syst matique tait de l ordre de 2 et pour l valuation avec 3Ds MAX de l ordre de 2 Ces donn es ont servi corriger les r sultats des mesures Le tableau 6 5 r sume les r sultats obtenus pour les mesures effectu es sur les images de l individu 125 6 4 La combinaison des mod les 3D et des images Mesure ODW 1 848 0 022 1 83 0 04 1 858 0 022 1 85 0 02 0 022 0 02 1 854 0 022 1 84 0 02 0 022 0 05 1 872 0 022 1 84 0 05 TAB 6 5 R sum des r sultats des mesures de la taille de l individu film par la cam ra de surveillance r alis es avec CDW et 3Ds Max en parenth se l cart type des mesures Les donn es sont exprim es en m tres avec CDW et 3Ds Max La valeur d cart type pour la mesure CDW a t calcul e en utilisant l cart type de la d finition du plan au sol Pour la mesure avec le logiciel 3Ds Max l appr ciation de l cart type
88. cette investigation Les qualit s importantes des projectiles sont le poids la composition la forme et la vitesse d impact Dans le cas pr sent le travail principal des sp cialistes a consist en la d termination de la trajectoire des coups de feu sans consid rer la modification de la trajectoire du projectile pendant le vol les lieux sont troits et la distance la plus longue parcourue par un projectile a t d environ 15 m Pour cela des tiges m talliques ont t utilis es pour indiquer la direction du projectile avant l impact Pour documenter ces informations des descriptions et plusieurs photographies ont t faites Au laboratoire la restitution photogramm trique a t accomplie avec le logiciel CDW et com pl t e par le logiciel Microstation Les trajectoires des coups de feu ont t reproduites dans le mod le 3D avec 3Ds Max De cette mani re il a t possible de d finir les points depuis lesquels le forcen a tir et d terminer son d placement sur la sc ne Pour certaines traces il a galement t possible de lier des traces de ricochet la trajectoire d un coup de feu Fic 6 16 Photomod le en perspective illustrant une partie de la reconstruction 3D des trajectoires des coups de feu tir s dans le parlement du canton Zoug Les trajectoires sont repr sent es par des lignes jaunes bleues et les traces d impacts ou de ricochet en rouge Image fournie par le WD UTD de la
89. connue gr ce la restitution photogramm trique une v rification suppl mentaire est possible Une correction manuelle de la focale et de la position a galement t effectu e dans les cas o la position de la cam ra virtuelle ne s adaptait pas la restitution photogramm trique En se positionnant au point de vue de la cam ra virtuelle cr e partir de l image en question il a t possible de situer la position au sol de l auteur du braquage et d estimer sa taille et sa posture par un mod le virtuel d humanoide Le rel vement des images indiciaires avec CDW et 3Ds Max a t r alis sur 6 images entre ext rieur et int rieur Lors de l valuation des r sultats il est apparu que les images venant de l int rieur n ont pas tre relev es correctement l erreur sur la position tait lev e et dans certains cas la posture de l individu ne permettait pas de d finir correctement les points de mesure Pour ces raisons les images de l int rieur ont t cart de l analyse finale R sultats Le but du travail outre d estimer la taille de l auteur du braquage tait d valuer deux types de r sultats pouvant tre obtenus avec le logiciel de photogramm trie num rique CDW et le logiciel 124 Chapitre 6 L analyse et l exploitation des donn es Fic 6 11 Quatre images illustrant le principe de la mesure de la taille d un individu sur une image avec le logiciel CDW L image en question est introduite
90. construction dans un environnement pr cis ou pour d terminer les d placements de la cam ra avec un mod le 3D afin d introduire des objets de synth se dans la vid o comme dans les films de science fiction Un exemple d application forensique de l outil camera matching est donn au paragraphe 6 4 3 ou dans Angelis et al 2007 Goss et al 2006 38 Deuxi me partie Les outils et leurs applications forensiques 39 Chapitre 4 Equipements et m thodes 4 1 Les syst mes de photogramm trie et de mod lisation 3D utilis s en Suisse Les syst mes pr sent s ici ont t relev s dans litt rature Collectif 1997 Collectif 2000 Collectif 2005 Collectif 2006 Collectif 2007 Collectif 2008 vues lors de visites et de stages dans diff rents services lors de r unions des chefs des groupes d accidents de la circulation et du groupe d imagerie num rique suisse 4 1 1 Les syst mes photogramm triques Le service scientifique WD de la police de la ville de Zurich le service technique des accidents UTD de la police de la ville de Zurich l Institut de m decine l gale IRM de l universit de Berne et le service technique des accidents UTD de la police du canton de Berne sont devenus des centres de comp tence dans le domaine du relev de photogramm trie num rique et de mod lisation 3D en criminalistique D autres cantons voisins font appel leurs services en leur envoyant leurs propres images pris
91. d un autre appareil photographique il faudrait disposer de l appareil de prise de vue utilis ou conna tre les caract ristiques du syst me e si possible lors de la mesure partir d une seule image il faut r aliser une mesure d une grandeur connue sur une image prise dans des conditions semblables Cela permet de v rifier la m thodologie de travail et d valuer la qualit du r sultat e lors d une investigation sp cifique il faut souvent compl ter les donn es photogramm triques par des informations li es l investigation en question e lors de la mod lisation d hypoth ses ou d v nements il faut obtenir toutes les informations compl mentaires concernant le travail r aliser dont des vid os des t moignages des r sultats d enqu tes Restitution analyse des donn es et finition du mod le 3D Les logiciels de photogramm trie peuvent tre de diff rents sortes Selon leur conception les r sultats fournis et les donn es n cessaires pour le travail peuvent tre divers Cette recherche s est concentr e sur les logiciels de photogramm trie num rique multi images permettant de retrouver partir des images des points ou des dimensions d objets et de les reproduire dans un mod le 3D D autres logiciels se limitent produire des orthoimages ou donner des valeurs correspondant aux distances recherch es Ces donn es peuvent ensuite tre report es pour la cr ation d un mod le 3
92. d termination du nombre et de l origine des coups port s la victime De la m me mani re les photographies r v lation au Luminol peuvent tre int gr es dans le mod le 3D afin de pr senter la localisation de ces traces sur les lieux Pour ce faires il faut que les surfaces sur lesquelles elles se trouvent soient planes Une orthoimage peut ainsi tre cr e et utilis e comme texture des objets du mod le Dans le cas pr sent les images ont t trait es de facon obtenir des r sultats qui puissent tre compar s avec des semelles de chaussures d un suspect Cette facon d op rer peut tre appliqu e d autres situations dans lesquelles il s av re utile d obtenir des visions orthographiques du sujet en question Pour que cela soit possible il faut que le sujet se trouve sur une surface plane que la d finition de l image soit suffisante et que l image puisse 99 5 6 Synth se tre introduite dans un mod le photogramm trique et contienne assez de points de rep re pour un traitement photogramm trique Le niveau de d tail qui peut tre atteint travers une restitution photogramm trique lors de la restitution des traces n est pas comparable une mod lisation 3D obtenue par d autres syst mes d enregistrement 3D actifs Dans la photogramm trie l op rateur choisit quels sont les points et les objets qui seront restitu s Comme d crit plus haut paragraphe 5 4 3 le r sultat d une restitution photogramm
93. d imposer X2 1 car pour l instant dans le syst me de coordonn es seules l origine et la direction Z ont t d finies A ce moment le syst me de coordonn es selon la vue de l appareil 1 est fix Le calcul d orientation relative de l appareil 2 comporte cinq inconnues Y2 Z5 2 coordonn es du centre de perspective O2 et Ro S2 T2 les composantes du vecteur unitaire de l axe de vue de l appareil 2 Ces inconnues peuvent tre d termin es par l utilisation des quations de colin arit quations 2 5 ou l quation de coplanarit quation 2 8 Dans les deux cas au moins 5 points image homo logues pr sents sur les images en examen sont n cessaires Le syst me de coordonn es ainsi constitu est appel mod le photogramm trique L tape suivante consiste transformer ce mod le photogram m trique en le syst me de coordonn es de l espace r el 22 Chapitre 2 La Photogramm trie Orientation absolue L orientation absolue est l tape qui consiste changer le syst me de coor donn es du mod le photogramm trique tabli apr s l orientation relative en le syst me de coordonn es de l espace r el Du point de vue math matique il s agit d appliquer l quation 2 1 pour modifier les coordonn es d finies dans le syst me de coordonn es de l appareil 1 par la matrice de rotation R le vecteur de translation T et le facteur de changement d chelle A n cessaires Pour passer du mo d le photogramm triqu
94. dans le cas pr sent d finissent la surface du v hicule et d une partie du terrain qui l entoure ce moment une v rification des points de calage qui ont une incertitude trop lev e est faite L op rateur peut choisir de red finir la position de chaque point mal situ sur les images ou simplement de l effacer 97 5 5 Les objets et les traces du mod le photogramm trique Pour le cas pr sent ce travail a t accompli sur les deux s ries d images des deux v hicules accident s Le r sultat final a ensuite t retravaill dans Tritop pour liminer manuellement tous les points qui ne se trouvaient pas sur les v hicules m mes ou sur la surface du terrain Les deux nuages de points ainsi reconstruits ont t export s et retravaill s dans 3Ds Max figure 5 19 Le travail de restitution et de finition des mod les 3D a t r alis en une demi journ e x CR ET en Fe ERA REE Xt X mud ESS x x vx x x DE a x HE x x ai x oe REY ox ROM ac 2K e Xo sce sage HRN RE Big RG oat x x x YS s x x x EXE EL e BSP X XXR EF as X OK Hr d Sew x X eis EE x Xx x en UK x x amp 1 Fic 5 19 Illustration de la d formation des deux voitures en rouge et en vert impliqu es dans l accident ainsi que de leur position relative lors de la collision gauche une vue depuis le haut et droite une vue depuis le c t Image fournie par le WD UTD de la police de la ville de Zurich R s
95. de contr le ou plus en g n ral la m thode de mesure Une m thode de mesure peut tre caract ris e par e la justesse une m thode de mesure est id alement juste lorsqu elle fournit une valeur gale la vraie valeur du mesurande l4Le mesurande est la quantit sujette mesure 15D autres documents de l Organisation internationale de normalisation ISO sous la cat gorie ICS International Classification for Standards 17 020 approfondissent certains aspects de la m trologie 44 Chapitre 4 Equipements et m thodes e la fid lit est l aptitude de la m thode de mesure fournir les m mes valeurs lors de la mesure de m mes grandeurs e la r solution est la plus petite quantit pouvant tre mesur e par une m thode de mesure e le temps de r ponse de l appareil temps qui s coule entre une variation brusque de la grandeur mesur e et l instant o la m thode de mesure donne une indication de la nouvelle grandeur e l tendue de la mesure est l intervalle de valeurs dans lequel la m thode de mesure fournit une indication L tendue de la mesure et le temps de r ponse sont des caract ristiques qui influencent la qualit du r sultat dans des cas particuliers ot la rapidit de la r ponse et la variation des mesures ont une influence importante Les autres caract ristiques introduisent directement des incertitudes dans l estimation d une grandeur m trique La valeur de l incert
96. de l investigation Certaines recherches ont t galement faites dans l application de la mod lisation 3D pour la visualisation de sc nes de crimes au niveau op rationnel et pour la d monstration au tribunal Baldwin 1998 Howard et al 2000 Marks 2001 Neis et al 2000 Noond et al 2002 Schofield 2007 Ces travaux exploratoires pr sentent une utilisation pratique de la mod lisation 3D sans se focaliser sur la fa on dont elle peut tre obtenue ni sur ses limitations L utilisation de la photogramm trie et de la mod lisation 3D ne s est pas arr t e aux lieux elle s est galement r pandue pour la documentation et l investigation sur les ob jets et les personnes li es des d lits La Suisse a connu des d veloppements importants dans la documentation et l analyse des traces de blessures Bolliger et al 2008 Buck 2004 5Tel que PC Crash HVE EDCRASH ARSoftware 1 4 But de la recherche Br schweiler et al 1997 Briischweiler et al 2003 Br schweiler et al 2001 Buck et al 2007b Thali et al 2000 Thali et al 2003a Thali et al 2003c Thali et al 2003d Thali et al 2003b Thali et al 2005 Thali et al 2007 Le projet Virtopsy a t d velopp dans le but de trouver des moyens efficaces pour l enregistrement l illustration et l interpr tation de donn es anatomiques pour l investigation pathologique La photogramm trie est utilis e pour l enregistrement des traces de blessu
97. de la donn e r sulte du processus de r flexion personnel de l observateur lequel dans le contexte forensique appr cie l indice pour formuler des hypoth ses sur la source des traces ou les v nements qui se sont d roul s La valeur de chaque indice permet d appr cier le bien fond de chaque hypoth se propos e Chaque m thode d enregistrement d analyse et de reproduction a des qualit s qui la rend plus ou moins int ressante pour l investigation dans une situation particuli re Une mesure effectu e avec un m tre d roulant et report e dans un croquis r alis avec un logiciel de traitement de texte n a pas les m mes propri t s qu une mesure faite avec un dispositif sans contact et reproduite automatiquement dans un logiciel de mod lisation 3D Les deux approches sont applicables mais le choix d une technique ou d une autre d pend d autres facteurs connaissances disponibilit ou but du travail 164 Chapitre 7 La mod lisation 3D et l valuation des hypoth ses Finalement le travail de mod lisation d hypoth ses ou d v nements par la mod lisation 3D peut tre r sum en 5 tapes 1 d finir le but du travail r unir toutes les informations n cessaires pour la mod lisation 3D appr cier la valeur et la signification des donn es choisir une m thode de pr sentation du r sultat final DE CE 9 che r aliser la mod lisation en tenant compte de la valeur et de la signification des donn es ains
98. de la qualit des images et de l autre c t le travail peut devenir long si pour un seul objet plusieurs dizaines de points doivent tre restitu s Les objets de base pr sents dans les logiciels de mod lisation 3D sont simples Dans ce cas l approche est de simplifier l objet si les d tails reproduire ne sont pas utiles pour l enqu te e reproduire des objets tr s petits ou peu visibles sur les images Ici aussi la difficult r side dans la d finition des points sur les bords et la reproduction des objets dans les mod les 3D e reproduire des objets communs Des mod les 3D d entit s particuli res provenant de biblio th ques de mod les 3D peuvent tre utilis s pour faciliter la reproduction de certains objets Ces objets peuvent pr senter des diff rences plus ou moins importantes par rapport au sujet r el qui est imit e reproduire des objets similaires Selon la nature de la sc ne plusieurs l ments semblables peuvent tre pr sents La duplication du sujet devient alors une solution ais e pour compl ter le travail Dans ce cas aussi des objets peuvent pr senter des diff rences les uns par rapport aux autres Il est tr s difficile voire impossible d valuer l effet de telles impr cisions sur le r sultat final car cela varie beaucoup en fonction des caract ristiques de l objet des capacit s de l op rateur et des possibi lit s offertes par les logiciels de photogramm trie ou de mod lisation 3D C
99. de photogramm trie combin s avec les logiciels de mod lisation 3D les sujets sont reproduits virtuellement en essayant de respecter au mieux leur aspect Lorsqu un objet ou une personne est introduit dans ce mod le 3D par appr ciation d une seule image l op rateur va faire correspondre la position l orientation et la posture de cet objet sur la base des l ments qui l entourent De l autre c t cette mesure est d pendante du type d humano de utilis de l habillement et de comment l individu est orient par rapport la cam ra de prise de vue e lorsque l image analyser pr sente une repr sentation incoh rente de la r alit par exemple des illusions de perspective l utilisation des m thodes propos es ici risque de provoquer des erreurs Si par exemple l individu sur l image n a pas les pieds au sol mais est en l air parce qu il est en 6Lors de la mesure de la taille de l auteur du braquage le plan de r f rence tait le sol Un autre type de surface plane comme la surface d une table ou d une paroi peut galement tre utilis e comme r f rence Lors du travail r alis ici l humanoide utilis avait des mesures standard fournies par le logiciel Si la personne mesurer a des caract ristiques corporelles diff rentes de l humanoide virtuel cela va rendre le travail plus difficile 8Toutes les parties cach es du corps ne peuvent pas tre reproduits de mani re valide 131 6 4 La combinaison des mod
100. de photogramm trie num rique combin es avec la mod lisation 3D e sur les lieux lorsqu il s agit de r aliser un relev m trique complet il n est pas n cessaire de faire plusieurs mesures afin de r aliser un croquis l chelle par restitution photogramm trique il est possible de reproduire tous les objets qui ont t photographi s au moins deux fois e le mat riel normalement utilis lors du relev photogramm trique soit un appareil photogra phique et un instrument de mesure est d j pr sent dans l quipement ordinaire pour les tats des lieux Dans certaines situations cet quipement doit tre compl t avec du mat riel sp ci fique au domaine d investigation par exemple des rep res luminescents pour la prise de vue de traces de sang r v l es au Luminol e la m thodologie de travail lors de l acquisition est peu contraignante Les diff rentes prises de vue photographies g n rales photographies de d tails et photographies pour la restitution pho togramm trique peuvent tre combin es afin d obtenir un mod le photogramm trique complet de la sc ne et ainsi restituer photogramm triquement tous les l ments enregistr s Pour cela le relev doit tre r alis en suivant les besoins photogramm triques e plusieurs images provenant de divers appareils photographiques peuvent facilement tre com bin es dans un m me mod le photogramm trique Il est par exemple possible de r aliser des m
101. de prise de vue pour le travail photogramm trique 1 la sensibilit ISO a t d finie au maximum soit 1600 ISO et la distance de mise au point environ 2 m Les prises de vue ont t effectu es main lev e en mode manuel avec le temps de pose 1 60 s et le diaphragme f 3 6 2 l appareil photographique a t fix sur le tr pied avec la mise au point environ 2 m La sensibilit ISO a t d finie 200 Le diaphragme a t fix f 22 et le temps de pose 3 s 3 un flash annulaire a t attach l appareil photographique Les prises de vue ont t faites en mode manuel ISO 100 temps de pose 1 60 s diaphragme f 22 La mise au point a t fix e environ 2 m Au total pour chaque s rie environ 40 photographies ont t effectu es Les mesures ont t effectu es avec le t l m tre laser Les premi res mesures ont t effectu es entre les c nes de marquage Par la suite 66 autres mesures sur 29 objets de la sc ne ont t faites La position des mesures est r sum e dans le croquis sur la figure 4 1 Les tableaux en annexe B 2 r sument les mesures faites Restitution photogramm trique L appareil photographique a t calibr au pr alable en effectuant des prises de vue d une paroi o une grille avec des rep res des distances connues a t projet e La proc dure est d crite dans l annexe voir annexe A 2 Avant de commencer le travail de restitution
102. de semelles en format 1 1 pr sentation de d formations de voitures sous plusieurs angles pour l analyse d accidents de la circulation et ainsi de suite Dans ces situations l utilisation de la photogramm trie permet de faciliter le traitement des images et des donn es de mani re les rendre utiles sous la forme de mod le 3D ou d orthoimages 5 6 1 Le mat riel Le mat riel n cessaire pour une documentation et une illustration d un lieu d accident ou de crime travers des outils de photogramm trie et de mod lisation 3D peut se r sumer en e un appareil photographique avec un objectif g n ralement grand angulaire des rep res de toutes sortes pour la fixation des points de calage un instrument de mesure des outils pour faciliter la prise de vue comme des flashs ou des tr pieds des outils compl mentaires pour la v rification des images comme un ordinateur portable des batteries ou des cartes m moire de rechange pour les appareils photographiques des instruments facilitant la prise de vue depuis le haut e un logiciel de traitement d image 100 Chapitre 5 La documentation et l illustration d tats des lieux e un logiciel de photogramm trie num rique e un logiciel de mod lisation 3D L appareil photographique num rique utilis pour l enregistrement photogramm trique n cessite souvent une haute d finition d image et une bonne capacit de reproduction des couleurs il faut que les sujets soient c
103. depuis d autres points de vue compl ter les donn es avec des mesures faites sur les sujets disposer d autres donn es permettant de retrouver la position et l orientation des prises de vue ou d terminer la forme et la grandeur des objets Il existe plusieurs m thodes qui peuvent tre utilis es pour combiner ces informations et ainsi calculer les distances vou lues En photogramm trie le principe de base veut que pour identifier la position d un point Q dans un espace 3D il faut au moins l intersection entre un rayon et la surface qui inclut ce point figure 2 1 ou l intersection de deux rayons figure 2 2 La m thode qui utilise l intersection d un rayon avec une surface n cessite des donn es permettant de situer et orienter la prise de vue dans l espace r el processus appel rel vement spatial resection en anglais et des informations concernant les carac t ristiques g om triques et de localisation des sujets photographi s Les informations g om triques des sujets peuvent tre de diff rentes sortes plans droites parall les mesures ou coordonn es de points dans l espace Un exemple forensique est la mesure partir d une image d une trace sur une surface plane par exemple une trace de semelle sur le sol La m thodologie veut que la photographie soit prise avec le plan image parall le 4 la surface ot se trouve la trace Cela d finit l orientation et 14 Chapitre 2 La Photogramm trie la posit
104. des hypoth ses ou reconstruire des v nements La section 7 4 pr sente une application particuli re qui est rarement utilis e dans les sciences forensiques la pr sentation des r sultats sous la forme de mod les 3D interactifs Whttp www r2s co uk Acc d le 17 12 2007 163 7 5 Synth se Comme l illustrent les exemples venant d applications r elles pr sent es plus haut paragraphes 7 2 2 7 3 2 et 7 3 3 la mod lisation des hypoth ses ou d v nements est r alis e sur requ te sp cifique de la part du juge ou des parties Du point de vue criminalistique une reconstruction de ce genre peut se baser sur des l ments mat riels sur des t moignages des sp culations ou d autres informations incertaines et ventuellement impossibles Leur utilit pour le client juge avocat ou enqu teur est reconnue et les services de police scientifique effectuent le travail en sp cifiant dans les rapports que les reconstructions ne sont valables que dans des conditions tr s pr cises 7 5 1 Mat riel Lorsqu il s agit de travailler avec des mod les 3D les programmes indispensables pour le trai tement se limitent g n ralement aux logiciels de mod lisation 3D Pour r aliser des mod lisations d hypoth ses ou d v nements plusieurs outils d dition et de visualisation sont employ s cam ra et humanoides virtuels rendus vid os combinaison de plusieurs mod les issus de techniques diff rentes et ainsi de suit
105. des lieux d accident de la circulation traditionnel une incertitude de l ordre du centim tre est g n ralement acceptable tandis que lors de l investigation d un crime pour l valuation des pro jections de sang l incertitude doit tre de l ordre du millim tre Finalement la qualit du r sultat photogramm trique obtenu selon les r gles de l art est rarement remise en question l introduction de plusieurs mesures de calibration permet de contr ler et d am liorer le mod le et la restitution photogramm trique D autres donn es sont souvent utiles pour la r alisation du travail lEtant donn l volution rapide de ces domaines il est tr s difficile de maintenir une liste de logi ciels de photogramm trie et de mod lisation 3D jour Quelques sites Internet proposent toutefois des recensements par exemple http www tec army mil research products TD tvd survey survey toc html Ac c d le 10 2 2008 Pour la photogramm trie http www commission3 isprs org Acc d le 10 2 2008 http www gisdevelopment net downloads photo index htm Acc d le 10 2 2008 Pour la mod lisation 3D http www 3DLinks com Acc d le 17 12 2007 La mesure de calibration peut galement tre d finie par des coordonn es de points objet connus par exemple par le relev tach om trique 171 8 2 Mat riel et conditions de travail e lors de l analyse d une image t moin provenant d une cam ra de surveillance ou
106. deux appareils photographiques et la position et l orientation relatives des prises de vue doivent tre connues La relation g om trique entre des points image homologues est appel e g om trie pipolaire La droite dz est appel e droite pipolaire de q dans la deuxi me image voir figure 2 4 De la m me mani re la droite pipolaire de q se projette sur la premi re image Ces deux droites cr ent un plan dans l espace du monde r el appel plan pipolaire du point Q Cela repr sente le principe de coplanarit des faisceaux les deux faisceaux homologues du point objet Q et le segment O1 O2 se trouvent sur le m me plan le plan pipolaire figure 2 4 Ceci se traduit par la relation 0105 010 x OQ 0 2 8 Le point de base d un faisceau de droites pipolaires est appel pip le L pip le e dans une vue est l image du centre de projection de l autre vue 18 Chapitre 2 La Photogramm trie plan pipolaire image 2 1 4 O Fic 2 4 Repr sentation du principe de la g om trie pipolaire La droite pipolaire dz contient le point image q Elle est d termin e gr ce la connaissance de la g om trie interne des appareils photo graphiques et la connaissance de la position et de l orientation relative des deux prises de vue e1 et e2 sont respectivement les pip les des images 1 et 2 c est dire la vue du centre de projection de l image homologue Repr sentation par les coordo
107. diff rences individuelles maximales peuvent atteindre presque 6 cm Le graphe la figure 4 5 repr sente visuellement les diff rences observ es entre les mesures de la restitution et les mesures prises sur le mod le apr s finition du plan avec Microstation et apr s finition du mod le 3D avec 3Ds Max Ces r sultats obtenus montrent que e les diff rences des mesures prises sur les lieux avec la restitution et la finition des mod les 3D ont une moyenne proche de 0 et un cart type de l ordre de centim tres e les diff rences entre les mesures de la restitution et la finition des mod les 3D ont une moyenne proche de 0 et un cart type de l ordre de centim tres 29Une explication vient du fait que l objet restitu a t d fini avec peu de points et qui ont t mal discernables 54 Chapitre 4 Equipements et m thodes 18 4 M Microstation 16 H 3Ds 14 effectifs a ali D m 8 h 44 5 6 m ub 4 cm Fic 4 5 Histogramme illustrant la r partition des diff rences observ es entre les mesures prises sur la restitution avec la finition avec le logiciel Microstation et avec la finition avec le logiciel 3Ds Max Les effectifs ont t appr ci s par classes de 0 5 em Les donn es sont r sum es l annexe B 2 e la valeur des diff rences dans les directions X Y et Z est similaire pour la m me comparaison restitution finition avec Micro
108. du but du travail Des diff rents travaux et observations il a toutefois t possible de d gager une tendance sur la mani re dont les r sultats sont utilis s 174 Chapitre 8 Bilan e les plans et les coupes en 2D sont souvent utilis s lors de l illustration de l tat des lieux d un crime ou d un accident e la pr sentation sous la forme de tableau dans les rapports d expertise ou l illustration par des photomod les sont utilis es pour pr senter les r sultats des analyses e les vid os ou s quences d images sont li es la pr sentation de mod lisations d hypoth ses ou d v nements La valeur de tout travail d pend de la qualit des donn es utilis es et de la mani re dont elles sont exploit es Dans le contexte de l exploitation photogramm trique combin e avec la mod lisation 3D il faut valuer les erreurs et les incertitudes li es chaque information utilis e valuer les erreurs et les incertitudes des r sultats obtenus identifier les limites et les conditions selon lesquelles les r sultats sont valides fournir des r sultats accompagn s d une appr ciation de leur valeur pr senter les alternatives en particulier lors de la reconstruction d v nements ou la mod lisa tion d hypoth ses Il est galement essentiel que tout type d information reproduit dans un mod le 3D qu il s agisse d une information mat rielle d une information r sultant d une analyse de traces de t moignag
109. du mod le photogramm trique les premi res donn es qui peuvent tre ex traites sont les points de calage En principe ce r sultat n est pas utilisable en tant que tel moins que le nombre de points de calage d finis soit grand donnant ainsi une vision approxi m e du sujet reproduit C est le cas par exemple avec le syst me de photogramm trie Tritop voir paragraphe 5 5 3 une fois la restitution photogramm trique et le travail de finition dans le logiciel de mod lisation 3D compl t s le r sultat est un fichier contenant un mod le 3D qui peut tre pr sent sous la forme d un plan ou d une coupe selon les besoins Il s agit du type d illustration actuellement le plus utilis apr s restitution photogramm trique et mod lisation 3D comparable au plan mais plus li la repr sentation virtuelle de la r alit un mod le 3D peut 103 5 6 Synth se tre pr sent sous la forme d un photomod le montrant une vue depuis une certaine position de la sc ne une vid o du mod le 3D peut tre r alis e en introduisant des cam ras virtuelles et en d finissant des parcours de ces cam ras autour de la sc ne Ce type d illustrations peut tre combin avec des images des fichiers audio et des autres donn es l utilisation la plus complexe mais qui tient compte de toutes les capacit s offertes par la mod lisation 3D est la pr sentation par un mod le 3D interactif Ce type de r sultat peut tre
110. du r sultat de la cr ation du mod le photogramm trique Une fois l orientation externe compl t e il est possible de passer au dessin du mod le 3D dans le logiciel AutoCAD Un plug in permet le passage des op rations de restitution dans Elcovision a AutoCAD La restitution se fait en 3D Tous les marquages routiers les bords de la route et les traces ont t reproduits Ce premier dessin brut en 3D est affin dans AutoCAD comme dans le cas pr c dent les diff rents calques distinguent les diff rents composant du dessin e la route les signalisations les objets et les marquages sur la route la position finale des voitures les traces de freinage les traces de ripage les textes et les l ments de la l gende Lors de la restitution photogramm trique avec Elcovision la position des voitures a t not e Par la suite lors de la finition du mod le 3D les mod les 3D des voitures obtenus d apr s l acquisition avec le syst me Tritop ATOS ont t introduits tels quels dans le r sultat final Ainsi la morphologie des deux v hicules a t reproduite de mani re plus fid le plus juste et avec une d finition sup rieure par rapport au dessin de la sc ne La restitution photogramm trique qui a pris deux jours a t affin e dans AutoCAD en une journ e Le r sultat final est un plan 2D qui a t imprim en chelle 1 100 sur une page de 63 cm x 29 7 cm figure 5 4 Une vue d ensemble en
111. e image de droite Pour ce genre de mesures photogramm triques il est important que la cam ra n ait pas t d plac e Certains logiciels et algorithmes peuvent tre utilis s pour la d termination des param tres internes de l appareil photographique Les param tres internes combin s avec la position de la prise de vue l angulation ou la disposition des l ments mesurer peuvent influencer n gativement le r sultat Les m thodes analytiques num riques Il s agit d un cas particulier o l image en question est orient e par rel vement spatial partir des informations g om triques de la sc ne et elle est par exemple int gr e dans un processus de photogramm trie multi images figure 2 8 En pr sence d une seule image qui pr sente un sujet mesurer il faut d terminer les donn es X Y Z de plusieurs points objet qui vont tre utilis s comme points de calage pour le rel vement spatial La solution d int gration dans le processus de cr ation du mod le photogramm trique par la photogramm trie multi images implique l enregistrement pho togramm trique des lieux L image en question est ensuite int gr e dans le processus de cr ation du mod le photogramm trique Dans ce cas toutes les informations d orientation interne et externe de l image doivent tre d termin es FIG 2 8 A gauche sch ma illustrant le principe du rel vement spatial l orientation interne et externe de l image est d
112. en arr tant l animation ou en interagissant avec la sc ne Une fois l animation interrompue l observateur peut se d placer virtuellement sur la sc ne choisir des points de vue ou observer certains objets plus en d tail Dans le cas pr sent aucune interaction avec les objets n a t d finie En revanche il est possible de choisir plusieurs points de vue selon l int r t de l observateur et de d finir le mode d affichage Les outils de navigation VRML sont int ressants mais n cessitent un apprentissage de la part de l utilisateur afin de pouvoir interagir efficacement avec la sc ne virtuelle 7 4 3 Discussion La mod lisation 3D interactive reste difficile appliquer dans le contexte forensique Les obstacles sont surtout d ordre mat riel et de connaissance complexit lors de la cr ation difficult lors de la visualisation et de la gestion du r sultat final besoin d utilisation de logiciels ou plug in sp cifiques En outre plus le mod le est complexe plus le contr le sur les diff rentes parties du fichier doit tre pr cis l observateur pourra manipuler les l ments lesquels s ils sont reproduits de mani re inad quate peuvent mener des erreurs d appr ciation Les contenus des rendus des mod les 3D sous la forme de plans de photomod les ou de vid os peuvent tre v rifi s de mani re plus assur e tandis que l impact des mod les 3D interactifs en raison de leur qualit interactive
113. en les compl tant avec des modifications des caract ristiques des objets 3D de la sc ne comme la couleur ou la forme Cela peut servir reproduire des v nements expliquer certains concepts ou calculer et mod liser le comportement des objets Schofield et al 2002 Plusieurs publications ont trait de ce genre de repr sentation appliqu e dans des contextes forensiques Diff rentes remarques li es l animation et la mod lisation 3D ont t formul es e le pouvoir d influence de l animation et la mod lisation 3D est tr s grand car les re pr sentations sont labor es virtuellement en 3D et sont donc plus proches de la r alit Clifford et Kinloch 2007 Fiedler 2003 Marks 2001 Noond et al 2002 e pour pr parer et pr senter une animation 3D il faut utiliser des moyens adapt s Herrera et Rodriguez 1999 Suchocki 1995 Sandstrom 1997 Baldwin 1998 e le travail et les co ts pour effectuer ce genre de mod lisation sont importants Clifford et Kinloch 2007 Herrera et Rodriguez 1999 Marks 2001 Suchocki 1995 e certaines incompr hensions et r ticences des tribunaux par rapport cette nouvelle technique limitent leur utilisation Clifford et Kinloch 2007 Girvan 2001 e les r gles d admissibilit de la preuve restreignent l utilisation des animations 3D Clifford et Kinloch 2007 Feigenson et Dunn 2003 Fiedler 2003 Quelques unes de ces recherches soulignent l efficacit d
114. est n cessaire d valuer l information m trique extraite des images et de l appr cier dans le domaine d investigation concern Dans ces cas le sp cialiste effectuant la restitution photogramm trique et la mod lisation 3D doit collaborer avec des sp cialistes d autres domaines afin d obtenir des r sultats valides Les donn es obtenues apr s une analyse forensique peuvent tre variables Il peut s agir de mesures de plans de photomod les d orthoimages ou de mod les 3D Ces r sultats ne contiennent pas uniquement des informations m triques mais fournissent aussi des indices qui peuvent tre utilis s pour individualiser une personne ou un objet li s un accident ou un crime et le d roulement des v nements L une des derni res tapes d une investigation consiste d terminer le d roulement de l action Tous les l ments recueillis et les r sultats des analyses sont combin s afin d essayer d expliquer la dynamique des v nements Lors de la fixation des lieux le travail consiste examiner les lieux du g n ral au particulier en enregistrant l tat des lieux et en pr levant tous les objets et traces qui pourraient se r v ler utiles par la suite Lors de l analyse et l exploitation des donn es recueillies le sp cialiste examine chaque l ment singuli rement afin de r pondre des questions sp cifiques pos es dans la mission Les r sultats des investigations sont ensuite combin s Cela per
115. est plus influenc par les composants mat riels d affichage et par les conditions de visualisation Un mod le 3D interactif contient toutes les informations qui ont t enregistr es sur les lieux et les r sultats des analyses qui ont t faites La flexibilit de la pr sentation en format num rique permet l introduction d images de vid os de textes et d autres donn es num riques De plus il est possible d int grer des mod lisations des v nements ou des hypoth ses d coulant d observations de l enqu te de t moignages ou de diff rentes alternatives propos es par les parties Le fichier final 162 Chapitre 7 La mod lisation 3D et l valuation des hypoth ses peut donc contenir toutes les observations et les reconstructions li es au cas il s agit d une nouvelle mani re de pr senter les r sultats d une expertise Certains logiciels pour la gestion et la combinaison des donn es num riques sp cifiques aux sciences forensiques existent d j R28 Return to scene d velopp par Max IMT en collaboration avec l entre prise SpheronVR et la police de Grampian est un syst me global de gestion de cas et d enregistrement de photographies 360 appel es galement photographies sph riques ou panoramiques Ce syst me est compos de l appareil num rique SpheroCam qui enregistre des photographies panoramiques et d un logiciel R25 Crime qui g re les informations num riques des affaires R28 Cr
116. et al 2006 Iscan et Loth 2000 Ruifrok et al 2003 Yoshino et al 2000 Yoshino et al 2001 Yoshino et al 2002 Yoshino et al 2005 2 3 2 La st r ophotogramm trie Les premiers syst mes de st r ophotogramm trie terrestre analogique sont apparus autour de 1910 et ont t ensuite adopt s par plusieurs services de police principalement pour le relev des accidents de la circulation L volution technologique a ensuite modifi la m thodologie de travail Autour des ann es 1950 les syst mes de st r ophotogramm trie analytique sont apparus Le relev des lieux tait comparable l analogique seule la technologie de la restitution variait la m thode de dessin dans le st r ocomparateur n tait plus m canique mais lectronique Par la suite divers sys t mes num riques et programmes informatiques de dessin ont t mis point jusqu l arriv e dans les ann es 80 de syst mes de st r ophotogramm trie compl tement num riques Pour ces syst mes tout le travail passe par l informatique Burtch 2007 D apr s les principes d crits dans la section 2 2 deux prises de vue du m me point objet faites partir de deux endroits diff rents peuvent tre utilis es pour retrouver sa position Les m thodes utilis es en st r ophotogramm trie ont t d ve lopp es de mani re r duire les tapes d orientation et simplifier le travail L appareillage consiste en un double appareil photogra
117. et de la position pr sum e du chasseur le plus proche de la victime ont t effectu es Un c ne noir blanc et deux autres rep res identifi s avec un adh sif blanc ont t plac s l horizontale en utilisant le niveau bulle int gr dans le t l m tre laser ces points sont relev s pour fixer l origine du syst me de coordonn e et la position des mesures de calibration pour la restitution photogramm trique Dans toute la zone d int r t environ 40 m x 20 m des rep res jaunes num rot s ont t install s ils sont utiles pour fixer les points de calage et faciliter le rep rage des lieux partir des images Deux jalons de 2 m tres ont t utilis s pour localiser la position de la victime et la position pr sum e du chasseur le plus proche Le plan des lieux fourni par la police a t utilis comme base pour l annotation des rep res Les informations sur la position approximative de la bourre ainsi que la position et la hauteur des traces d impact avaient t not s sur ce plan En plus des mesures prises entre les c nes noir blanc des mesures compl mentaires ont t prises entre certains arbres et la position de la victime Par la suite plusieurs prises de vue ont t effectu es sur toute la zone d int r t Les conditions de prise de vue ont t les suivantes format RAW des images focale fixe 15 mm sensibilit ISO 200 temps de pose 1 60 s et diaphragme f 8 Au vu de l obscurit de
118. exploit e pour reproduire virtuellement des situations qui peuvent avoir eu lieu selon un certain degr de certi tude Le danger est que l observateur interpr te pour r elles des situations qui sont sp culatives C est au sp cialiste de pr senter correctement ce qui est r el ce qui est plus ou moins sp culatif et dans les cas d valuations d hypoth ses de proposer les diff rentes reconstructions possibles ou hypoth ses alternatives en examen Le risque est tout de m me toujours pr sent car il est impossible de pr senter tous les v nements et toutes les hypoth ses envisageables et somme toute l attention de l interlocuteur sera dirig e vers les possibilit s pr sent es Pour limiter ces risques et proposer un r sultat clair et le plus impartial possible chaque in formation pr sente dans un mod le 3D doit tre distingu e convenablement afin de s parer ce qui a t observ visuellement ce qui a t relev les l ments du mod le 3D utilis s pour effectuer l analyse les l ments utilis s pour montrer les r sultats des investigations et les diff rentes autres parties du mod le 3D utilis es pour effectuer une reconstruction ou une valuation d hypoth ses Il faut remarquer qu il n existe pas de solution id ale car d un c t l utilisation de la mod lisation 3D dans les sciences forensiques est relativement r cente et doit encore tre apprivois e surtout par les interlocuteurs que ce soit des enqu
119. finir les conditions dans lesquelles les analyses ont t r alis es et effectuer un nombre r p t de tests pour estimer les variations possibles des r sultats Lors du choix de la m thodologie de travail il faut consid rer le but recherch La technique choisie doit donner des r sultats les plus valides possibles avec un niveau de fid lit et justesse ad quat Lors de la pr sentation des r sultats il faut d crire les limites de l approche choisie et les conditions pour lesquelles l analyse est valable 6 6 3 Mesure sur une seule image Dans ce contexte un cas particulier d analyse des donn es est l extraction d une mesure depuis une image Les diff rentes techniques qui ont t propos es dans ce chapitre et d crites dans le paragraphe 2 3 1 peuvent tre utilis es de facon compl mentaire Ci apr s un r sum des caract ristiques des diff rentes approches est pr sent 142 Chapitre 6 L analyse et l exploitation des donn es Reception de la mission et des donn es initiales V D finition du but du travail et choix de la des technique s d analyse s V Collecte des donn es compl mentaires V Analyse V Interpr tation des r sultats V Pr sentation des r sultats Fic 6 21 Sch ma repr sentant le processus de travail du point de vue forensique lors de l analyse des donn es Photogramm trie multi image M thodologie Retourner sur les lieux et effectuer des photographies et
120. identifier le ou les auteurs du crime les complices ou les victimes ou pour d terminer le d roulement des v nements et ou le modus operandi Comme dans les cas pr c dents lors de la documentation et de l illustration d objets ou de traces par photogramm trie combin e avec la mod lisation 3D le travail consiste en deux tapes l enregistrement et la restitution sous la forme d un plan ou d un mod le 3D Lors de l enregistrement il est important de tout mettre en oeuvre pour relever et situer correctement la trace dans l espace Selon le type de trace auquel le sp cialiste a faire des approches sp cifiques et des m thodes de pr sentation peuvent tre d j fix es En ce sens le choix de la m thodologie et du mat riel doit tre fait en accord avec le but du travail L approche est diff rente par rapport la documentation et l illustration d un tat des lieux Les traces peuvent pr senter des caract ristiques qui n cessitent des conditions de prise de vue particuli res comme l enregistrement de r v lations au Luminol les prises de vue de projections de sang ou de d formations d un v hicule En appliquant les techniques de photogramm trie combin e avec la mod lisation 3D la m thodologie doit tre en accord avec les sp cificit s du domaine forensique en question De l autre c t tant donn e que ces techniques sont relativement r centes et qu elles fournissent des nouveaux types de r sultats elles
121. images il faut trouver suffisamment de points de calage en commun 75 5 3 Les autres accidents Fic 5 5 Repr sentation d un accident de la circulation tendu et divis par un obstacle physique ici le virage avec des arbres au milieu En rouge et vert les deux v hicules les fl ches indiquent la direction de marche en estomp la position des deux v hicules lors du choc Deux mod les photogramm triques indiqu s par les deux s ries de trois points bleus utilis es pour d finir leurs syst mes de coordonn es seront combin s dans un logiciel de mod lisation 3D gr ce des points de calage communs ou des objets pr sents sur les deux mod les Le r sultat Pour garantir que le r sultat final soit valide et coh rent avec ce qui est attendu d un plan illustratif d un accident de la circulation tous les d tails de l accident doivent tre reproduits Il s agit notamment de la position des v hicules la disposition des traces de freinage de d rapage de ripage et d chappement ainsi que la position des d bris Pour que cela soit possible il faut que lors du rel vement photogramm trique chaque information reproduire soit visible sur au moins deux images et que les conditions pour une restitution photogramm trique soient respect es voir section 4 3 Avant de commencer le travail il faut d terminer le niveau de fid lit et de justesse attendu du r sultat final Pour cela il faut consid rer
122. l exp rience des aviateurs ayant utilis le m me type d avion Bureau d enqu te sur les accidents d aviation 2004 Aucune donn e directe ne permet la validation ou la r futation de cette reconstruction seule l exp rience des aviateurs fournit des renseignements sur une situation raisonnable R sultats Dans le chapitre 6 il a t remarqu que l analyse des donn es doit souvent tre effectu e en collaboration avec des sp cialistes dans les domaines d expertise auxquels l affaire en question fait appel Cela est particuli rement vrai dans les cas o des hypoth ses de comportement ou de position sont formul es Lors de l investigation le sp cialiste analyse plusieurs types d information afin de d limiter le cadre dans lequel les hypoth ses peuvent tre formul es e les l ments fixes permettent de d limiter l tendue l int rieur de laquelle l valuation des hypoth ses de position peut tre faite Dans le contexte de cette recherche l tendue est calcul e par les logiciels de photogramm trie num rique et de mod lisation 3D e les l ments mat riels peuvent tre analys s et exploit s afin de fournir des indices sur les personnes impliqu es et les v nements qui ont eu lieu Ces indices permettent d valuer la coh rence des observations faites avec les hypoth ses formul es e la mod lisation 3D permet de pr senter des hypoth ses bas es sur des informations circons tancielles suppos es
123. l exploitation des traces Avec 3Ds Max un premier mod le des lieux a t cr en donnant aux diff rents objets une coloration proche de la couleur r elle La position des traces de semelle et des traces digitales a t reproduite en introduisant un l ment 3D diff rent pour chaque type de trace Ce mod le initial a par la suite servi cr er des autres mod les copies de 3D mettant en vidence les traces trouv es et les r sultats de l valuation de la taille de l individu film par la cam ra de surveillance La cam ra de surveillance a t simul e par un appareil vid o num rique Canon XL1s Elle fournit des indications temporelles et visuelles sur le comportement de la personne d un c t le d placement est combin avec des notions temporelles et de l autre c t les donn es visuelles fournissent des indices pouvant tre utilis s pour individualiser la personne La partie d int r t de la vid o de la cam ra de surveillance a t extraite et nomm e indiciaire avi Le fichier a t analys au moyen du logiciel Final Cut Pro HD La vid o a t enregistr e une d finition de 720 x 576 pixels avec une fr quence de 25 images par secondes L information audio n a pas t exploit e La s quence peut tre identifi e par le code du temps ou par le num ro de l image dans le cas pr sent il a t choisit d utiliser l identifiant num rique La s quence d images d int r t sur le fichier in
124. laden OK HESSOSELCOVISION 10 Version 6 778 started Bereit minnie Fic 4 7 Illustration de quelques outils de travail et d affichage du logiciel de photogramm trie Elcovi sion 1 fen tre de travail avec affichage des points sur les images gauche droite 2 fen tre avec l image en examen 3 fen tre avec l agrandissement de la r gion o le point homologue sera fix Tritop Le logiciel Tritop est un exemple de logiciel de photogramm trie num rique avanc Les caract ris tiques qui en font un outil de travail int ressant concernent principalement les tapes automatis es qui ont lieu lors de la cr ation du mod le photogramm trique et de la restitution des objets notamment e recherche automatique des points homologues des points de calage et des mesures de calibration par l utilisation de points cod s e calibration automatique des param tres intrins ques et extrins ques des prises de vue e restitution automatique des diff rents points de calage e utilisation d outils sp cifiques pour la d finition de traits ou de lignes sur des surfaces Pour que cela soit possible il est indispensable de situer lors du relev photogramm trique des points cod s et des rep res sous la forme de points clairs ou sombres Le logiciel va utiliser ces points pour orienter les images Par la suite l utilisation de ce logiciel en combinaison avec le syst me de mod lisation
125. le 3D obtenu apr s restitution est retravaill afin de le rendre le plus exploitable possible 3 la pr sentation des r sultats que ce soit sous la forme de plans d images de mod les 3D ou de vid os L objectif de cette recherche est d tudier l application de la photogramm trie combin e avec la mod lisation 3D aux sciences forensiques en tenant compte des facteurs qui entourent l investigation forensique Cet objectif peut tre r sum en trois volets e tude de l application technique observer l utilisation de diff rents syst mes de photogramm trie num rique dans la pratique quel est le mat riel n cessaire Quelles sont les m thodologies de travail appliqu es Quels sont les r sultats obtenus et comment sont ils exploit s e tude de l application forensique identifier les difficult s et les risques de l utilisation de la photogramm trie combin e avec la mod lisation 3D et appr cier les r sultats fournis par ces outils Cela revient tudier le processus de travail photogramm trique associ l investigation et valuer la plus value en contexte forensique des r sultats obtenus e d velopper des aides au travail et la r flexion fournir des aides et des pistes pour le travail l interpr tation et la pr sentation des r sultats Apr s avoir tudi le travail et avoir discut des probl matiques des conseils et des recommandations quant la m thodologie de travail p
126. le processus de travail il est possible de d gager un sch ma qui est g n ralisable toutes les situations Lors du travail de photogramm trie forensique il est possible de diff rencier 6 tapes 1 photographies g n rales et appr ciation de la situation sur les lieux 2 croquis pr l vements marquage et photographies de d tails 3 positionnement des rep res et r alisation des mesures 4 enregistrement photogramm trique 5 si besoin est d placement des objets pour l enregistrement compl mentaire des traces et des objets cach s 6 restitution photogramm trique et finition du r sultat qu il s agisse d un plan ou d un mod le 3D Cette proc dure r sulte de la combinaison du travail forensique et du travail photogramm trique voir figure 5 20 Lors de la fixation photogramm trique il est important que e l op rateur sur les lieux connaisse les particularit s du syst me photogramm trique qui sera utilis pour effectuer la restitution De cette mani re la qualit des images le nombre et la position des mesures la position et l orientation des prises de vue et l emplacement des rep res de marquage seront choisis en accord avec les besoins du logiciel de restitution e l op rateur au laboratoire connaisse le but de la restitution Le contenu du mod le 3D la qualit de la restitution et le moyen d illustration doivent tre adapt s Du point de vue forensique il faut g rer
127. les 3D et des images train de sauter ou de courir l valuation de la taille sera biais e Pour pouvoir appr cier cela il faudrait avoir deux images du m me sujet depuis deux points de vue Plusieurs recherches ont discut de JVestimation de la taille d un individu sur des images Angelis et al 2007 Bijhold et Geradts 1999 Compton et al 2000 Criminisi et al 1998 Lee et al 2008 Lynnerup et Vedel 2005 en utilisant comme estimateur la hauteur verticale la dis tance du sol au sommet de la t te de l individu Les consid rations faites ici rejoignent en partie ce qui a t observ pendant ces recherches Dans le cas pr sent une approche diff rente a t pro pos e l utilisation d un mod le d humanoide virtuel 3D Le but est de faire correspondre la vue de la silhouette de l individu sur l image la posture de l humanoide virtuel et par ce processus d estimer sa taille Des nombreuses recherches li es la d tection de la posture d un individu l individualisation de la d marche ou la vision par ordinateur traitent de ce sujet en proposant des outils pour la d tection et la caract risation d un corps humain en mouvement pr sent sur des images Mittal et al 2003 Lee et Cohen 2006 Lee et Nevatia 2007 Ces recherches proposent des syst mes automatiques de d tection qui ont pour objectif de d terminer le mouvement de la personne Dans cette recherche l valuation de la posture de l individu suspect a
128. lors de la restitution 31En th orie 2 points homologues sont suffisants pour restituer un point dans l espace 3D ainsi que fournir une indication sur la qualit du r sultat En pratique il est pr f rable d avoir au moins 4 points homologues pour un m me point 3D restituer 61 4 3 Validation des syst mes pr sentent la fid lit avec laquelle le point est dessin au travers d un cart type et ou d un RMS La qualit du mod le photogramm trique est meilleure si les points homologues sont d finis pr cis ment La valeur de l cart type peut tre utilis pour appr cier la qualit de la restitution et fournir un ordre de grandeur de l incertitude li e la restitution du ou des points A la fin de la restitution pour estimer l erreur syst matique des mesures peuvent tre compar es avec les mesures prises sur les lieux Il s agit d une sorte de double v rification par rapport la comparaison effectu e pour le mod le photogramm trique car les deux erreurs syst matiques sont li es si par exemple l erreur syst matique du mod le photogramm trique est positive l erreur syst matique de la restitution sera aussi positive Il peut arriver que l erreur syst matique varie en fonction des diff rentes zones des lieux Ce fait peut tre d des mauvaises fixations de points de calage dans cette r gion sur les images qui la repr sente d un manque de mesures de calibration dans cette r gion d un chang
129. niveau de d tail variable selon la r gion o les points ont t restitu s Ce r sultat est utile pour effectuer une analyse des d formations en les comparants avec des mod les 3D des v hicules non accident s et repositionner dans l espace les deux voitures au moment de la collision 5 5 4 Discussion Les traces pr sentes sur les lieux d un crime ou d un accident sont les l ments de base de l inves tigation forensique Leur fixation pr l vement et analyse fournissent des indices tr s importants pour 98 Chapitre 5 La documentation et l illustration d tats des lieux la cour La photogramm trie combin e avec la mod lisation 3D permet de reproduire avec efficacit la position et la morphologie des traces sur les lieux Mat riel et m thodologie La premi re application pr sent e dans cette section a t effectu e l aide de mat riel et de m thodologie analogues aux exemples pr c dents o le logiciel CDW avait t utilis Dans ce cas en plus de la restitution photogramm trique avec CDW le logiciel MSR a t utilis pour le traitement des images de projections de sang et de certaines autres traces de sang Cette proc dure a t choisie pour deux raisons principales e cr er des orthoimages des r gions planes o les projections de sang ou d autres traces de sang int ressantes taient pr sentes e introduire des orthoimages dans le mod le 3D final de mani re fournir une repr sent
130. ou une explosion du v hicule L tude de la position et l tat final des v hicules est utilis e pour essayer de d terminer les v nements apr s la collision Lors de la documentation tous les l ments pr sents sur les lieux de l accident et qui se lient un des trois moments de l accident doivent tre enregistr Le but de la documentation est de montrer l tat de la sc ne afin de pouvoir analyser les indices et reconstruire le d roulement des v nements Toutes sortes de moyen d enregistrement peuvent tre utilis s prise de notes mesures photographies ou syst mes de mod lisation 3D active Dans les paragraphes qui suivent un accident voiture v lo simul et un accident entre deux voitures sont pr sent s Des discussions sur le relev et la restitution photogramm trique lors des accidents de la circulation ont t faites avec l quipe l UTD et du WD de la police de la ville de Zurich et avec l quipe de l UTD de la police du canton de Berne Dans le cadre de stages et visites aupr s de ces services diff rents autres cas ont t vus et discut s avec les sp cialistes de ce domaine 5 2 2 Simulation d accident voiture v lo Faits Un accident un croisement une voiture Mitsubishi L200 venant de droite a percut un v lo qui circulait normalement Le conducteur du v lo a t gri vement bless Mission Enregistrer tous les l ments qui pourraient tre utiles pour l enqu te et fournir un p
131. photogramm trique Lors de l intervention le service des accidents a pris une premi re s rie de photographies g n rales Par la suite le marquage des traces des rep res et les mesures ont t effectu s Environ 30 photographies g n rales et 30 photographies pour le relev photogramm trique ont t prises La mise au point a t fix e l infini et les images ont t prises au format JPEG d finition maximale Ces images ont t compl t es par plusieurs mesures et un croquis approximatif des lieux La sc ne relev e est d environ 60 m x 25 m Mat riel et m thodologie au laboratoire Les photographies les mesures et toutes les donn es concernant le cas ont t transmises au service technique des accidents de la police du canton de Berne pour le travail de restitution et de cr ation du plan des lieux Les voitures accident es ont fait l objet d un relev par mod lisation 3D avec le syst me Tritop ATOS de GOM Les logiciels utilis s pour la restitution photogramm trique et la finition du plan ont t les suivants e Elcovision pour le travail photogramm trique e AutoCAD pour l laboration du plan Les images ont t import es dans le logiciel Elcovision en format JPEG Toutes les images ont t d finies selon les param tres intrins ques de l appareil photographique utilis par le service technique des accidents de la circulation du canton o l accident a eu lieu Lors de la d finition de
132. photogramm trique est de bonne qualit les analyses effectu es partir de cette derni re seront plus simples et de meilleure qualit e la mod lisation 3D lors de la finition de la restitution photogramm trique le travail de finition du mod le 3D doit tre r alis de mani re reproduire fid lement et justement les objets choisit 6 6 2 M thodologie Toutes les op rations qui sont faites lors de l investigation pour analyser et exploiter les l ments recueillis sont des tapes suppl mentaires dans l exploitation des donn es Les informations sont tudi es pour en extraire des indices ou des informations compl mentaires qui serviront pour l investigation En reprenant le processus de base du travail de fixation et d illustration d crit la fin du chapitre pr c dent paragraphe 5 6 2 et figure 5 20 des tapes additionnelles concernant l analyse des donn es peuvent tre rajout es figure 6 21 G n ralement partir des donn es initiales diff rentes sortes de traitements peuvent tre r a lis s Chaque traitement introduit in vitablement des erreurs et des impr cisions plus ou moins im portantes le sp cialiste doit les limiter au mieux et les valuer pour permettre l exploitation des indices Dans la plupart des cas il s agit de donn es m triques qui doivent tre appr ci es au niveau des erreurs et de l incertitude que celles ci peuvent comporter Pour ce genre d valuations il faut d
133. qualit et la validit du r sultat d pendront des comp tences de l op rateur Par la suite la photogramm trie combin e avec la mod lisation 3D a t tudi e dans plusieurs situations forensiques notamment dans divers cas d accidents de la circulation lors d un accident de travail d un accident de chasse dans diverses situations d investigation de lieux de crimes pour l analyse d images dans un cas d accident a ronautique et dans un cas de reconstruction d v nements d apr s des t moignages Ces tudes ont permis e d observer dans quels buts ces techniques sont employ es e d tudier le mat riel et la m thodologie de travail e d appr cier les difficult s et les probl matiques li es l application de ces outils du point de vue technique et forensique e d optimiser certaines approches et de fournir des outils de r flexion pour le travail photogram m trique et forensique Cela a men la d composition et la discussion des besoins pour le travail photogramm trique section 8 2 l valuation des diff rentes tapes du travail section 8 3 et la discussion des m thodes de pr sentation des r sultats section 8 4 Finalement cette recherche montre que les techniques de photogramm trie combin es avec la mod lisation 3D sont des outils de travail valides 10 2 Critique pour diff rentes applications forensiques mais qu une attention particuli re doit tre port e a la mani
134. que la photographie est prise dans des conditions id ales De plus il faut remarquer que la d finition de 10 pixels x 10 pixels pour une tache de sang est un peu plus lev e que ce qui est n cessaire Cela a t choisi pour tenir compte du fait que l instrumentation n est pas id ale G n ralement une d finition de 5 pixels est suffisante pour d crire un objet ou un point 92 Chapitre 5 La documentation et l illustration d tats des lieux galement t effectu s avec l appareil argentique RolleiFlex 6008 Metric avec un objectif Distagon 4 50 mm metric PQ Les n gatifs noir blanc de 6 cm x 6 cm ont t num ris s l aide d un scanner Imacon Flextight 2848 6800 dpi Les images ainsi obtenues contiennent plus de d tails au niveau de la d finition des images par rapport aux images acquises avec l appareil num rique Par contre elles sont en niveaux de gris et n cessitent un processus de travail pour le d veloppement et la num risation qui rend cette approche moins int ressante Finalement pour enregistrer convenablement les projections avec le Fujifilm FinePix S3 Pro l appareil a t plac sur tr pied environ 60 cm des taches en fixant la mise au point 1 m la focale 30 mm le temps de pose 1 2 s le diaphragme f 11 et la sensibilit ISO 100 Comme moyen de marquage et de d finition de points de contr le des adh sifs d environ 1 cm de diam tre ont t coll s p
135. questions sont sp cifiques une probl matique tr s pr cise e M X tait il sur les lieux Hypoth ses M X tait sur les lieux avec l alternative qu une autre personne tait sur les lieux e l arme suspecte a t elle t utilis e lors du braquage Hypoth ses l arme a t utilis e avec l alternative qu une autre arme a t utilis e pour le braquage e la voiture X a t elle percut Mme Z Hypoth ses la voiture a percut Mme Z avec l alternative qu une autre voiture a percut Mme Z Dans ces situations les l ments scientifiques mis en avant lors de l investigation soutiennent plus ou moins fortement l une des hypoth ses test es Dans d autres situations les questions pos es sont g n rales ou concernent particuli rement l va luation d une hypoth se comme dans l exemple pr sent dans cette section La cr ation du mod le 3D est d s lors plus un raisonnement d abduction que d induction partir des observations faites une hypoth se expliquant les l ments observ s est formul e Le rapport de causalit d coule du fait que les observations sont coh rentes avec les hypoth ses formul es et la validit repose sur les connaissances et les informations retenues comme raisonnables dans le cas en question par exemple la position des si ges la taille des pilotes ou la position consid r e comme normale des pilotes dans l exemple pr c dent En principe le sp cialiste forensique travaill
136. re de travailler et la mani re dont les r sultats sont exploit s et pr sent s chapitre 9 10 2 Critique Les applications pr sent es dans cette recherche ont permis d appr cier les qualit s de la pho togramm trie combin e avec la mod lisation 3D dans plusieurs domaines des sciences forensiques L appr ciation des avantages et des inconv nients de l utilisation de ces techniques passe par l va luation de la valeur ajout e des difficult s que ces approches entrainent pendant le travail et par l valuation des r sultats En partant du constat que la photogramm trie num rique permet de re trouver des informations m triques de la sc ne photographi e selon des conditions ad quates et que la mod lisation 3D permet d analyser et de pr senter les donn es obtenues apr s le travail photo gramm trique de mani re exploiter les trois dimensions de la sc ne les consid rations qui suivent discutent des aspects op rationnels de l application de ces techniques dans l optique du sp cialiste forensique 10 2 1 Travailler avec les techniques de photogramm trie num rique com bin e avec la mod lisation 3D Chaque phase du travail photogramm trique et de mod lisation 3D implique l utilisation de ma t riels et de m thodologies adapt es au contexte d application et aux buts recherch s Lors de l acquisition diff rents aspects du travail du sp cialiste forensique sont facilit s par l em ploi des techniques
137. re image Un objet de r f rence doit tre plac dans la m me position que le sujet mesurer sur la premi re image En variant la taille de l objet de r f rence et en le comparant sur les deux images il est possible d estimer la dimension du sujet Cette situation est tr s particuli re car il faut que la deuxi me prise de vue soit effectu e dans la m me position orientation et que l appareil n ait pas subi de changements af fectant ses param tres internes G n ralement les cam ras de surveillance respectent ces conditions bien qu une v rification soit toujours indispensable figure 2 7 Les m thodes bas es sur les r gles de perspective La mesure s obtient directement sur l image par l utilisation des informations visuelles Cette m thode se base sur la recherche des points de fuite par les droites ou plans parall les et l int gration d une ou plusieurs distances Ce type d examen a t d crit de fa on d taill e dans un cadre foren sique par Criminisi Criminisi 2001 Pour am liorer la pr cision il faut compenser les distorsions li es l objectif en valuant par exemple la d formation d une droite ou d un carr sur l image 24 Chapitre 2 La Photogramm trie Fic 2 7 Exemple d une image provenant d une cam ra de surveillance sur laquelle la mesure de la taille de la personne image de gauche est faite par comparaison avec une r f rence plac e au m me endroit que la personne mesur
138. relev photogramm trique au tomatique ou apr s relev s gt Mauvaise d finition des points homologues sur les images Effet Cr ation du mod le photogramm trique impossible ou de mauvaise qualit Solution Red finition ou d sactivation des points homologues incorrects gt Nombre et r partition des points homologues sur les images insuffisant Effet Cr ation du mod le photogramm trique impossible ou de mauvaise qualit Solution Am liorer le nombre le positionnement et la r partition des points homologues sur les images gt Nombre et r partition des mesures dans la sc ne inadapt e Effet Mod le photogramm trique de mauvaise qualit Solution Am liorer le nombre le positionnement et la r partition des mesures sur la sc ne gt Mauvaise d finition des mesures de contr le Effet Cr ation du mod le photogramm trique impossible ou de mauvaise qualit Solution Red finition des mesures valuation de la restitution Lors de la restitution photogramm trique l op rateur d finit des points qui correspondent aux bords et aux ar tes des objets Afin que chaque point soit d fini dans l espace en 3D plusieurs images doivent tre utilis es Des lignes ou des points sont ainsi dessin s Lors de ce travail les logiciels 30Cela peut tre d des d placements involontaires d objets sur les lieux lors de la fixation photogramm trique ou de mauvaises d finitions des points de calage sur les images
139. rendus Impression affichage l cran ou projection des r sultats Analyse et exploitation But du travail selon le domaine d investigation il faut choisir la m thode d analyse et les techniques compl mentaires pour la r alisa tion du travail Relev forensique habituel Selon le but du travail et de la technique choisie il faut collecter des donn es sp cifiques pour l in vestigation r aliser Pr sentation des r sultats ta bleaux plans photomod les et ou mod les 3D Mod lisation But du travail pr sentation d hy poth ses ou reconstruction d v nements sous la forme de mod le 2D mod le 3D statique anima tions Relev forensique habituel Relev photogramm trique Collecte de toutes les donn es compl mentaires pour la r alisa tion de la mod lisation des hypo th ses ou la reconstruction des v nements Restitution photogramm trique et finition du mod le 3D Appr ciation de la pertinence et de la valeur des donn es Cr ation du rendu selon les buts du travail F1G 8 1 Sch ma repr sentant le processus de travail lors de l utilisation des techniques de photogram m trie num rique combin es avec les outils de mod lisation 3D A gauche la proc dure g n rale en vert la proc dure lors de la fixation et l illustration des lieux en rouge lors de l analyse des donn es et en bleu lors de la mod lisation d hypoth ses ou d v nements Certaines cases sont marqu
140. res Remerciements s a sse amp 6 4a 4 ow woe A eo ee ee eR ee D Ar ed ew B i Sigles et abr viations utilis s dans la th se v 1 Int r t et but de la recherche 1 Tl Introduction s 344 244 X xo a gaines a ed ROS eh ye ga OD xi 2 1 2 La photographie la photogramm trie et la mod lisation 3D 2 1 3 Utilisation actuelle 4 14 But de la recherche 6 1 5 Contenu de la th se 8 I Les principes de base 11 2 La Photogramm trie 13 2 1 Introduction cuv e 54424 X Eos XE S Rd pk wee RR RR RS 13 2 2 Les principes 14 2 9 Lesm thodes 4 2 a aca r Bouts nn dus Se UNUS us d OE FOR R oras 24 3 La mod lisation 3D g om trique 29 3 1 Introduction 22322444488 e de due ea o3 UR e eed ba pb Da OR Ro E 46 S 29 3 2 La mod lisation g om trique 30 3 3 La repr sentation 31 3 44 L mat riel o v t a b RR sos Heads d das HDS oes 34 3 5 Description de quelques outils 36 II Les outils et leurs applications forensiques 39 4 Equipements et m thodes 41 4 1 Les syst mes de photogramm trie et de mod lisation 3D utilis s en Suisse Al 4 2 Consid rations sur la qualit d une mesure 43 4 3 V
141. restitution photogramm trique e Microstation et 3Ds Max pour la finition et l laboration du plan Pour la cr ation du mod le photogramm trique et la restitution 50 images du rel vement pho togramm trique ont t utilis es Il est a remarquer que la restitution photogramm trique a t compliqu e par le fait que m me si visuellement diff rents points homologues peuvent facilement tre choisis les d bris de bois cr ent des formes r currentes difficiles diff rencier figure 5 7 Lors de la fixation des points homologues des v rifications sur plusieurs images ont donc t effectu es Lors de la finition du plan les restes de la structure ont t dessin s sur des calques distincts de mani re pouvoir diff rencier les diff rentes couches de la structure sur le plan final Globalement quatre jours ont t n cessaires pour effectuer la restitution photogramm trique et la finition du plan R sultats Le r sultat de la restitution photogramm trique est un fichier contenant un mod le 3D des lieux Les valeurs d cart type et de RMS fournies par le logiciel CDW sont r sum es dans le tableau 5 2 Valeur RMS X Valeur RMS Y Valeur RMS Z 0 026 0 029 0 026 0 029 TAB 5 2 R sum des valeurs d cart type et de la racine carr e moyenne des erreurs de la restitution des points dans les directions X Y Z Les valeurs sont exprim es en m tres Le r sultat brut de la restitution est retravail
142. sc ne ce moment si besoin il est possible de calibrer l appareil photographique e restitution photogramm trique dans AutoCAD L entreprise Photo Mess Systeme AG propose en compl ment au logiciel de photogramm trie multi images Elcovision des outils int ressants pour le travail photogramm trique Le logiciel El cotheo par exemple peut tre utilis pour enregistrer des points de calage issus d enregistrements par des tach om tres La derni re version du syst me Elcovision comprends galement des outils forensiques d analyse des traces de sang et de restitution totalement automatique des points objets partir de plusieurs images prises dans des conditions adapt es 56 Chapitre 4 Equipements et m thodes FT ELCOVISION 10 test4 Bl xl Datei ELCOVISION 10 Ansicht Fenster E 3 a a ED 3 3 3z 2 an Aele a Id 0 GRE EEE mats th 2 Loos 51 x v Rechtes Photo orientieren r Messung ovisionT est Project4 bildem DSCFO0358 Kopi 347 D ElcovisionT est Project4 bildem D SCF0347 Kopie 9 4 Fu is3 F L schen Umnumerieren r Berechnen Relativ orientieren en Globale Orientierung Genauigkeitsniveau r Startwerte Automatisch Kappa Drehung C Manuell x v ax ey Redona iv Numerieren v Alle Messungen 0 000 0 000 0 000 0 000 0 00 13 Bilder
143. sum partir des traces d impact pr sentes sur les sapins Le tireur pr sum est le chasseur se trouvant le plus proche de la victime Ce travail a t fait en collaboration avec les sp cialistes en armes feu de l IPS Il combine les donn es de l expertise avec le relev photogramm trique effectu sur les lieux gt Position pr sum e de la victime lors qu elle a t touch e ER mE m e I i Position de la bourre Position du tireur pr sum Fic 6 1 Photomod le en perspective du r sultat final de la mod lisation 3D effectu e pr c demment voir paragraphe 5 3 3 Le texte en noir a t ajout pour identifier les diff rents composants du mod le 3D Mat riel et m thodologie La fixation et la restitution photogramm trique sont pr sent es dans le paragraphe 5 3 3 Un des buts du travail d expertise r alis l IPS a t d examiner les diff rentes informations recueillies lors de la premi re intervention de la police et lors du relev des lieux pour essayer d tablir l axe de tir du chasseur le plus proche de la victime 107 6 2 L exploitation des traces Dans le mod le 3D cr pour ce cas figure 6 1 les diff rentes traces relev es la position suppos e de la victime et du tireur pr sum ont t int gr es partir des relev s des lieux effectu s par la police Trois sp cialistes en armes feu ont r alis le travail d investigation en uti
144. surveillance Plusieurs rep res num rot s ont t plac s sur les lieux et des mesures entre diff rents points de la route ont t r alis es L tendue de la zone reproduire tait d environ 70 m sur 30 m Les mesures ont t faites avec le t l m tre laser pour les distances inf rieures 10 m alors que le m tre chevilli re a t utilis pour les distances sup rieures cela pour des probl mes de pointage du laser de mauvais clairages et de barri res physiques Les photographies num riques ont t effectu es depuis plusieurs points en utilisant le tr pied La restitution photogramm trique a t effectu e avec le logiciel CDW et compl t e avec les donn es obtenues l aide du logiciel MSR Les images de la cam ra CCTV ont t trait es de fa on obtenir des orthoimages du plan o se trouve la route Il a t admis que le scooter se trouve toujours sur le m me plan Gr ce ces orthoimages il est donc possible de mesurer la distance parcourue par le scooter depuis la premi re position sur l image 1 jusqu la derni re position sur l image 4 figure 6 8 Pour l valuation de l erreur syst matique une comparaison entre plusieurs mesures faites sur les lieux et les mesures obtenues sur les orthoimages ont t faites Cette valeur a t utilis e pour corriger les distances mesur es pour le scooter Les images provenant de la cam ra de surveillance sont faible d finition cela re
145. t faite Cet exemple illustre les particularit s de la mesure d un sujet sur une image e lorsqu il faut mesurer une distance ou situer un sujet partir d une image avec un syst me de photogramm trie analogue au logiciel CDW il est indispensable qu un plan de r f rence soit bien identifiable sur l image Ce plan va servir de base pour le calcul de la distance e la validit du r sultat de l estimation de la taille de l individu par la photogramm trie multi images est influenc e n gativement par la posture de l individu En effet la mesure est effectu e sur un plan perpendiculaire au plan de r f rence initial Si la personne est pench e en avant en arri re ou si elle est accroupie le r sultat sera inf rieur la taille r elle de la personne e lors de l valuation de distances et de positions par l utilisation d un mod le 3D l op rateur influence consid rablement la qualit du r sultat L op rateur doit d finir manuellement la position et ou la grandeur des mod les 3D des sujets en question Ce travail peut tre difficile et engendrer des erreurs si l image est de mauvaise qualit si l objet sur l image occupe peu de surface ou si l objet est mal d fini mauvaise mise au point ou flou de mouvement e la validit du r sultat obtenu par la mod lisation 3D semble tre meilleure que celle du r sultat obtenu par les logiciels de photogramm trie Lors du travail de restitution et de finition avec les logiciels
146. t faite manuellement avec comme but l estimation de la taille de la personne Des tudes plus approfondies sur la qualit et la validit d une telle m thodologie devraient tre faites de mani re fournir des pistes pour l inter pr tation des r sultats Des tests effectu s dans cette recherche paragraphe 6 4 2 et 6 5 3 certaines observations peuvent tre faites e la validit de la mesure de la taille d une personne partir d une image est meilleure dans le cas de l utilisation d humanoides virtuels tels que pr sent ici e l appr ciation de la posture du mod le 3D de l humanoide est r alis e manuellement Un seul point fixe est assur la position des pieds au sol tandis que la posture de l individu est appr ci e par rapport la visibilit des parties du corps de l individu sur l image aux connaissances de l op rateur sur la d marche et sur les caract ristiques de configuration de l humanoide virtuel e l influence des v tements et chaussures port es par l individu sur le r sultat de l estimation de sa taille doit tre consid r e dans les deux cas estimation par mesure de la hauteur verticale ou par l utilisation d un humanoide virtuel Dans le deuxi me cas paragraphe 6 4 3 uniquement l outil camera matching a t employ Cet outil donne des r sultats de moins bonne qualit que les logiciels de photogramm trie sp ci fiques le travail est influenc par les capacit s de l op rateur
147. techniques comme l architecture l arch ologie ou l industrie utilisent la mod lisation 3D pour reproduire des sujets r els en construction ou en tude Certaines applications sp cifiques de la physique de la chimie ou des tudes de mat riaux combinent les mod les 3D avec des contraintes math matiques pour tudier le comportement ou l volution de certaines substances Dans d autres branches plus ludiques la mod lisation 3D est un outil artistique les images de synth se ou les mondes virtuels repr sentent des sujets r els ou irr els avec un but de divertissement Techniquement pour pouvoir travailler avec des mod les 3D il faut e un l ment permettant l introduction de donn es comme un clavier une souris ou une tablette graphique e un l ment qui permet la manipulation et l dition des donn es 3D comme les logiciels et les banques de donn es de mod les 3D e un l ment d affichage permettant la visualisation du mod le 3D Ceci comprend une partie mat rielle comme un cran ou une imprimante et une partie logicielle pour le dessin et la transmission des donn es la partie mat rielle Lors de la cr ation ou de la modification d un mod le 3D l utilisateur est principalement int ress par les programmes qui permettent l dition des mod les 3D Les logiciels de mod lisation 3D peuvent tre distingu s selon leur utilisation les logiciels de Dessin Assist par Ordinateur DAO e
148. trique permet de retrouver toutes les mesures des objets qui ont t photographi s au moins deux fois et ventuellement de fournir une illustration 3D de la sc ne Une m thodologie de travail respectant les conditions pour le relev photogramm trique doit tre appliqu e de mani re garantir la qualit du r sultat Dans cette section un cas de simulation d un crime restitu avec le logiciel CDW est pr sent Le but est de montrer la possibilit de combiner l approche photogramm trique avec une fixation forensique d un lieu l int rieur 84 Chapitre 5 La documentation et l illustration d tats des lieux 5 4 2 Simulation d un cambriolage avec double meurtre Faits Un malfaiteur p n tre dans un studio par une fen tre tue une personne et examine le contenu num rique de l ordinateur Sort par la porte principale et ensuite entre dans un deuxi me studio o il tue une deuxi me personne ici aussi il examine le contenu de l ordinateur et sort par la porte principale Une cam ra de surveillance enregistre une partie des d placements Mission Fixer les lieux et pr senter un plan de la sc ne avec les l ments retrouv s Fic 5 11 Vue g n rale du premier studio Mat riel et m thodologie sur les lieux Mat riel utilis e appareil photographique num rique Fujifilm FinePix S2 Pro avec objectif Sigma EX As pherical IF 15 30 mm ordinateur portable DELL Latitude C840 Plus c ne
149. triques sur les sujets photographi s peuvent tre acquises tout moment De plus la mod lisation 3D permet de reproduire virtuellement et d exploiter tous les l ments reproduits pour des investigations plus sp cifiques e lors de la cr ation d un mod le photogramm trique en plus de pouvoir restituer tous les points qui sont visibles sur au moins deux images les logiciels de photogramm trie num rique four nissent les donn es concernant la position et l orientation des prises de vue ainsi que certaines conditions de prise de vue e les logiciels de photogramm trie num rique comportent des outils de contr le intrins ques qui permettent de v rifier et en partie garantir la qualit du travail e chaque grandeur mesur e par les approches de photogramm trie num rique est accompagn e d une indication sur sa fid lit Cela n est par exemple pas le cas pour les mesures r alis es directement sur les lieux o la fid lit est appr ci e globalement en indiquant la technique de mesure utilis e e les mod les et les restitutions photogramm triques sont volutifs les r sultats du travail de photogramm trie peuvent tres compl t s tout moment par l ajout de nouvelles images de mesures et d l ments qui avaient t cart s ou qui n ont pas t consid r s au d but du travail A c t de ces avantages op rationnels il faut noter quelques inconv nients li s la mise en uvre du tra
150. une distribution normale 6 L cart type d une s rie de mesures peut tre utilis pour donner une appr ciation de l tendue de l erreur al atoire et de l incertitude de la moyenne des mesures due des effets al atoires 4 2 4 L incertitude d une mesure L appr ciation de l incertitude peut se faire selon un point de vue Bich 2002 Kacker 2000 Kacker et Jones 2003 Lira 2002 e fr quentiste le mesurande a une valeur constante inconnue et le r sultat de la mesure est une valeur al atoire d termin e par des m thodes statistiques e bay sien le mesurande est vu comme une variable al atoire l int rieur d une certaine dis tribution d finie a priori laquelle est r valu e avec les r sultats de la mesure et l valuation scientifique pour d terminer la distribution a posteriori Selon le point de vue bay sien chaque nouvelle information implique la r valuation de l infor mation initiale Lorsqu une mesure est effectu e il faut fixer une probabilit a priori concernant la moyenne l cart type et la variance du mesurande La probabilit a priori est combin e avec la fonction de vraisemblance pour obtenir la probabilit a posteriori de la valeur du mesurande Cette derni re pourra ensuite tre utilis e comme probabilit a priori pour la prochaine mesure Du point de vue fr quentiste les valeurs obtenues lors des diff rentes mesures sont utilis es pour en estimer la moyenne l cart type et la v
151. 02410 0 001305 0 002085 0 001605 0 001753 0 002415 0 001773 0 002087 0 003092 0 002124 0 003254 0 004396 0 002655 0 002255 0 002978 0 002473 0 002395 0 001818 0 001705 0 002392 0 001809 0 001594 0 003950 0 003893 0 002412 0 002109 0 001970 0 001991 0 001217 0 001295 0 001364 0 001796 0 001599 0 001589 0 006320 0 005666 0 003246 0 001391 0 001531 0 001412 0 003929 0 005284 0 003742 0 001146 0 001606 0 001419 0 001200 0 001706 0 001535 0 001183 0 001695 0 001542 0 001883 0 003192 0 002460 0 001940 0 003281 0 002523 0 001971 0 003317 0 002503 EE oem X Y Z 0 002155 Ne our N VVN NANETO ONDON RER TRNWDENDOBNNRURSE JomooonT ER oo GE amp ND JO C1 ER Go TAB B 9 Valeurs des coordonn es des points restitu s lors de la cr ation du mod le photogramm trique pour le test 9 avec les informations concernant l cart type pour chaque point Les valeurs sont exprim es en m tres 226 Annexe B R sum des donn es de l valuation du syst me RolleiMetric B 2 Comparaison des mesures Les tableaux de ce paragraphe contiennent les donn es sur les mesures r alis es sur les lieux apr s restitution photogramm trique apr s finition avec Microstation et apr s finition avec 3Ds Max lors de la validation du logiciel CDW Mesure sur les lieux Objet Mesure X Mesure Y Mesure Z Table Support Table Support c bles Table Cadre porte Porte Base tr pied Support Fresnel Coupe
152. 059313 0 100761 0 043463 0 053852 0 097208 0 021255 0 049274 0 079969 0 049873 0 053759 0 098572 0 024173 0 045305 0 081928 0 021344 0 041450 0 064997 0 051251 0 036633 0 068824 0 025283 0 016776 0 025060 0 024988 0 034242 0 064589 0 029209 0 019087 0 036453 0 020144 0 008432 0 014840 0 019512 0 004521 0 004315 0 015107 0 014527 0 015206 0 046542 0 002382 0 002719 0 004925 0 002756 0 003184 0 010835 0 005212 0 005158 0 022526 0 013806 0 022495 0 013470 0 012462 0 022645 0 024197 0 008123 0 013082 0 024054 0 005423 0 005657 0 020178 0 013673 0 016415 0 035383 0 022898 0 043793 0 027745 0 017663 0 034035 0 027546 0 010534 0 019121 0 034342 0 024327 0 034115 0 045158 0 021154 0 033533 0 022530 0 028845 0 043483 0 042288 0 061078 0 100138 0 059078 0 022629 0 035231 0 028033 0 013020 0 012128 0 051600 0 013057 0 023313 0 018522 0 011790 0 020841 0 018485 0 011884 0 020531 0 015576 0 000002 0 000001 0 000001 0 000001 0 000001 0 000001 0 000003 0 000002 0 000001 EE Tome X Y Z 0 032422 Non OF N NNWAWWTITVEFTWONnNP PONSSCHWONWNBNHAFRAWDONBBANTBWNWE A HDAAABDAN BHO 7 o GE amp ND JO C1 ER Go TAB B 7 Valeurs des coordonn es des points restitu s lors de la cr ation du mod le photogramm trique pour le test 7 avec les informations concernant l cart type pour chaque point Les valeurs sont exprim es en m tres 224 Annexe B R sum des donn es de l valuation du syst me RolleiMetr
153. 07 Aujourd hui de nombreux programmes permettent de faire des mesures partir d images num riques Ces logiciels se sont simplifi s permettant l emploi de la photogram m trie non seulement dans le domaine de la cartographie et de l industrie mais galement dans l architecture l arch ologie le g nie civil et la criminalistique Cette volution a uni la photogram m trie la mod lisation 3D partir du moment o la position d un point dans l espace est connue il peut tre repr sent dans un mod le 3D num rique De nos jours la mod lisation 3D est une expression qui a plusieurs significations elle englobe l action d enregistrer d exploiter et de pr senter des donn es 3D La photogramm trie permet de retrouver la troisi me dimension depuis des informations en deux dimensions ci apr s 2D les photographies Les donn es r sultantes du travail photogramm trique peuvent tre reproduites nu m riquement par des mod les 3D Ces mod les peuvent tre trait s avec des logiciels de mod lisation 3D afin de les mettre au point les rendre plus d taill s ou y ajouter une quatri me dimension c est dire le temps sous la forme d animations d v nements Les r sultats d un mod le 3D sont pr sent s sous la forme de plans 2D de photomod les de vid os ou de mod les 3D interactifs L utilisation de la mod lisation 3D en criminalistique date du d but des ann es 90 Depuis diff rents programmes plus o
154. 1 les besoins de l enqu te quel est le but du travail Quelle sera l utilisation du plan 2D ou du mod le 3D Quelle est l chelle laquelle le r sultat sera pr sent 2 les informations disponibles Selon le type de mat riel utilis pour le relev photogramm trique la qualit du r sultat sera plus ou moins bonne En principe cette probl matique devrait tre consid r e lors du relev et non pas lors de la restitution Cependant comme dans le cas de l accident voiture voiture paragraphe 5 2 3 les donn es peuvent provenir galement de services externes et sur lesquelles les personnes effectuant la restitution n ont pas de contr le 5 3 Les autres accidents 5 3 1 G n ralit s La photogramm trie combin e avec la mod lisation 3D peut tre utilis e pour l enregistrement et l illustration d autres accidents et catastrophes qui ont lieu l ext rieur L utilisation de ces techniques est envisageable pour plusieurs situations 12La distinction int rieur ext rieur choisie ici est due au fait que les techniques de relev s et de restitution photo gramm trique pour les deux situations diff rent sensiblement Cela vient principalement du fait que les contraintes l int rieur espace restreint sombre et ou sc ne tr s complexe ne sont souvent pas comparables des sc nes externes 76 Chapitre 5 La documentation et l illustration d tats des lieux accidents a ronautiques accident
155. 1 363 0 082411 0 097566 0 087343 0 004277 0 005241 0 003864 Average residuals of x 0 015507 of image coordinates y 0 014048 Image no 20 camera no 15 rot 1 Tilt Axis Swing CPos X CPos Y CPos Z 21 311 151 487 97 105 4 361 3 317 1 291 0 064655 0 063623 0 085144 0 002197 0 003216 0 004007 Average residuals of x 0 011696 of image coordinates y 0 010447 Image no 21 camera no 15 rot 1 Tilt Axis Swing CPos X CPos Y CPos Z 22 716 236 562 11 053 1 100 4 533 1 828 0 091430 0 073117 0 074242 0 003974 0 004406 0 006201 Average residuals of x 0 010224 of image coordinates y 0 007264 Image no 22 camera no 15 rot 1 Tilt Axis Swing CPos X CPos Y CPos Z 6 598 98 389 100 410 0 881 4 526 1 363 0 088556 0 149757 0 123197 0 006388 0 008846 0 005469 Average residuals of x 0 003635 of image coordinates y 0 004029 Image no 23 camera no 15 rot 1 Tilt Axis Swing CPos X CPos Y CPos Z 14 094 182 878 98 511 1 298 4 558 1 320 0 089519 0 109341 0 147786 0 005862 0 006785 0 005730 Average residuals of x 0 002728 of image coordinates y 0 006063 Image no 24 camera no 15 rot 1 Tilt Axis Swing CPos X CPos Y CPos Z 17 272 254 750 87 903 0 144 3 291 1 720 0 073261 0 060800 0 076036 0 002939 0 004310 0 004737 Average residuals of x 0 014083 of image coordinates y 0 012365 Image no 25 camera no 15 rot 1 Tilt Axis Swing CPos X CPos Y
156. 13 Au laboratoire le contenu entier de la cam ra Samsung Digimax L60 a t d charg et le fichier original de la vid o de l accident le fichier STP60608 AVI a t analys au moyen du logiciel Final Cut Pro HD Plusieurs images de la partie d int r t de la vid o ont t extraites La vid o a t enregistr e une d finition de 640 x 480 pixels avec une fr quence de 30 images par secondes L information audio est galement disponible mais elle n a pas t exploit e Seule une partie de la s quence d images a t utilis e Elle a t choisie en fonction de la visibilit de la voiture impliqu e 127 6 4 La combinaison des mod les 3D et des images 5 00 4 50 4 00 3 50 3 00 2 50 2 00 Ecart type m 1 50 1 00 0 50 0 00 Psst es edt i i 7 0 100 200 300 400 500 600 700 Distance m F1G 6 13 Graphe illustrant l volution de l cart type sur la d finition de la position des points utilis s pour la cr ation du mod le photogramm trique en fonction de la distance depuis l origine du syst me de coordonn es dans l accident sur la vid o La s quence peut tre identifi e par le code du temps ou par le num ro de l image La s quence d images d int r t sur le fichier STP60608 AVI est comprise dans l intervalle de temps de 8 5 s image 255 et 16 26 s image 488 Dans cet intervalle une image pour chaque 1 30 s
157. 2328 0 003657 0 002712 0 003022 0 005387 0 003518 0 005392 0 011726 0 005318 0 004769 0 005304 0 003729 0 004271 0 002782 0 002776 0 002465 0 002299 0 002159 0 003710 0 002275 0 002193 0 009427 0 007059 0 004662 0 004051 0 003465 0 002121 0 011983 0 011228 0 005598 0 001651 0 002443 0 002220 0 001750 0 002619 0 002447 0 001762 0 002582 0 002457 0 002781 0 009918 0 004381 0 002829 0 010011 0 004541 0 002812 0 009838 0 004533 pe gt Moyenne X Y Z 0 006995 eere ooovpooo9 et B 00 5 00 amp I SI 00 I 00 IE Or IO D Ot is IO I9 D O E TAB B 6 Valeurs des coordonn es des points restitu s lors de la cr ation du mod le photogramm trique pour le test 6 avec les informations concernant l cart type pour chaque point Les valeurs sont exprim es en m tres 223 B 1 Mod les photogramm triques des diff rents tests Pot p X T X 2 p ree Ecart iype X Beurttype Y Ecarttype Z 0 042579 0 073302 0 025204 0 028453 0 047542 0 021901 0 025713 0 046768 0 017916 0 033166 0 058926 0 017036 0 027127 0 046588 0 017346 0 031131 0 049028 0 036704 0 037798 0 058637 0 048757 0 035603 0 058946 0 030041 0 036712 0 063553 0 021039 0 035793 0 061893 0 020764 0 035638 0 061970 0 019862 0 036562 0 063636 0 020144 0 031446 0 054271 0 019022 0 032000 0 054411 0 021515 0 030594 0 051829 0 021227 0 042530 0 075187 0 019157 0 040702 0 064744 0 051064 0 053050 0 087331 0 053297 0 057883 0 101106 0 030647 0
158. 3 2000 Hoffmann et al 2004 C HorFMANN V Popescu S KILIC et M SOZEN Integrating Modeling Si mulation and Visualization IEEE Computating in Science and Engineering Janvier F vrier 52 60 2004 Howard et al 2000 T HOWARD A Murra et S GIBSON Virtual Environments for Scene of Crime Reconstruction and Analysis Proceedings of SPIE Electronic Imaging 2000 volume 3960 8 2000 Hughes et al 2003 D Huauss P FRICKER A CHAPUIS E TRAVERSARI P SCHREIBER et F SCHAPIRA The Development of Photogrammetry in Switzerland In I J DowMan d ISPRS Council Meeting vol 8 p 33 39 Istanbul 2003 Hui et al 2007 E S E Hut R HEDLEY et D LEVA Interactive 3D Forensic Visualisation Virtual Interactive Prototype In I C SOCIETY d CGIV 07 Proceedings of the Computer Graphics Imaging and Visualisation p 148 153 Bangkok 2007 Inman et Rudin 2001 K INMAN et N RUDIN Principles and Practice of Criminalistics the Profession of Forensic Science Protocols in Forensic Science Series CRC Press Boca Raton 2001 Iscan et Loth 2000 M Y Iscan et S R LOTH Facial Identification Photo Image Identification In J SIEGEL d Encyclopaedia of Forensic Sciences vol 2 p 795 807 Academic Press London 2000 Jansa et al 2004 J JANSA N STUDNICKA G FORKERT A HARING et H KAGER Terrestrial Lasers canning and Photogrammetry Acquisition Techniques Complementing One Another
159. 3 0 000002 0 000003 0 000001 NewPt 202 0 005 13 0 001018 0 000950 0 001014 NewPt 067 0 108 14 0 000991 0 001018 0 001001 NewPt 893 0 584 14 0 001870 0 001729 0 001767 NewPt 235 0 667 8 0 002638 0 002147 0 002242 NewPt 198 0 330 14 0 001299 0 001312 0 001203 NewPt 882 0 111 11 0 001153 0 001016 0 001064 NewPt 0 999 0 112 11 0 001129 0 001016 0 001035 NewPt 0 993 0 112 11 0 001108 0 001006 0 001036 NewPt 0 877 0 111 11 0 001138 0 001007 0 001070 NewPt 534 0 172 13 0 001052 0 000976 0 000969 NewPt 526 0 175 11 0 001191 0 001129 0 001080 NewPt 0 001165 0 001112 0 001082 NewPt 1 1 1 707 0 175 12 0 052 0 512 10 0 001685 0 001335 0 001647 NewPt 0 767 2 976 3 0 006223 0 004103 0 003848 NewPt 0 808 2 973 2 0 007932 0 005480 0 004636 NewPt 1 778 1 915 3 0 005009 0 005047 0 003883 NewPt 1 751 1 965 4 0 005792 0 005561 0 003849 NewPt 1 487 1 059 5 0 003065 0 003447 0 003585 NewPt 0 259 0 620 6 0 004981 0 003789 0 002741 NewPt 23 4 229 1 575 1 238 6 0 003653 0 004332 0 004197 NewPt 24 3 550 0 398 0 154 6 0 002719 0 002764 0 002649 NewPt 25 0 087 0 783 0 848 7 0 002691 0 002258 0 002259 NewPt 26 4 853 0 500 1 316 5 0 003200 0 003444 0 002955 NewPt 27 1 625 3 582 0 665 9 0 003838 0 005415 0 002703 NewPt 28 4 965 0 814 0 603 5 0 002821 0 003054 0 002801 NewPt 29 4 932 2 756 2 829 3 0 003968 0 005195 0 003665 NewPt 30 4 946 4 337 2 834 5 0 004399 0 005727 0 003627 NewPt 31 2 284 5 190 1 026 9 0 002594 0 005014 0 003526 NewPt
160. 33 0 004784 0 007153 0 010811 0 016205 0 010133 0 012696 0 017148 0 016293 0 009716 0 013022 0 017323 0 010470 0 013553 0 018814 0 007467 0 009390 0 014068 0 007501 0 007632 0 013100 0 008620 0 010864 0 014157 0 005286 0 005604 0 008820 0 005801 0 007165 0 009065 0 007103 0 009634 0 006919 0 005720 0 007377 0 009396 0 006179 0 006983 0 006426 0 010392 0 016172 0 012712 0 011712 0 016848 0 019134 0 008046 0 009630 0 018034 0 010851 0 016544 0 014057 0 008203 0 009642 0 019099 0 008746 0 010030 0 020354 0 009757 0 011213 0 022001 0 005969 0 008461 0 011216 0 006315 0 006432 0 014471 0 007475 0 007708 0 017874 0 011338 0 014448 0 022636 0 007608 0 010426 0 012306 0 006332 0 006783 0 009381 0 006813 0 007115 0 012101 0 011266 0 013842 0 019333 0 006000 0 007735 0 006795 0 003217 0 003303 0 006500 0 005006 0 006740 0 004895 0 011354 0 011772 0 020617 0 004095 0 005585 0 005877 0 009995 0 011938 0 016218 0 005405 0 005396 0 013134 0 005702 0 005697 0 013998 0 005398 0 005409 0 013493 0 008842 0 010800 0 019911 0 009296 0 011943 0 020008 0 009388 0 012009 0 020258 L1 T J MoyemexYz 0 008319 Ne oO 08 amp D A IS 1 amp TAB B 4 Valeurs des coordonn es des points restitu s lors de la cr ation du mod le photogramm trique pour le test 4 avec les informations concernant l cart type pour chaque point Les valeurs sont exprim es en m tres 221 B 1 Mod les photogramm triques des diff rents t
161. 3D La m thodologie de travail lors de l analyse d un cas implique une organisation des investigations qui va du g n ral au particulier et de nouveau une vision g n rale Tout d abord les lieux doivent tre fix s dans leur globalit tous les objets traces et autres donn es doivent tre recueillies Par la suite chaque information va tre trait e s par ment les images des lieux et les mesures vont servir illustrer les lieux ou effectuer une restitution photogramm trique Chaque trace sera analys e sp cifiquement pour en tablir la source et ventuellement fournir des informations sur les v nements qui expliquent sa pr sence La section 6 2 a pr sent deux cas o l analyse de trace a t faite singuli rement Par la suite les indices ont t int gr s avec d autres l ments de l affaire afin de fournir une repr sentation globale de la sc ne Les applications pr sent es dans cette section traitent de cette mise en commun des informations Cela est la premi re tape pour essayer de fournir une vision permettant de tester les hypoth ses labor es lors de l investigation L tape ult rieure comprend la reproduction dans un mod le 3D de la reconstruction des v nements ou la formulation travers le mod le 3D des hypoth ses qui tiennent compte de tous les indices C est le th me abord dans le chapitre 7 Le r sultat Pour combiner les diff rentes traces relev es et pouvoir fournir des informat
162. 3D ATOS a t largie d autres domaines En sciences forensiques le syst me Tritop ATOS est notamment utilis pour la documentation de v hicules impliqu s dans des accidents Buck et al 2007b pour l analyse des traces de semelles Buck et al 2007a et pour l analyse de traces de blessures Thali et al 2005 Thali et al 2007 TM iWitness Le logiciel iWitness a t d velopp dans le but de faciliter le travail photogramm trique tout en fournissant un instrument int ressant pour le relev et la restitution de lieux et objets Fraser et Hanley 2004 Photometrix 2004 iWitness est issu du logiciel de photogramm trie Aus tralis les deux d velopp s par Photometrix Une des applications pour laquelle iWitness a t d velopp est le relev des lieux dans les sciences forensiques sp cifiquement des accidents de la circulation Fraser et al 2005 Galvin 2004 Galvin 2005 Par rapport au logiciel CDW luti lisation de iWitness est plus pratique Plusieurs tapes sont r alis es automatiquement ou semi 57 4 3 Validation des syst mes Datei Bearbeiten Ansicht Projekt Features Netze Punktewolken Geometrieelemente Ma e Inspektion CMMinspektion Dokumentation Operationen Makro Hilfe Ra 8 s et 24 oldre eee le esemeel s arr Projekte Bilder Elemente crose Abweichung s H E Projekte wo5070 0 1064 Pixel G Mabst be 4 0 0296 mm Z H
163. 3D et la mani re dont il sera pr sent Le premier outil qui peut tre utilis pour visualiser un mod le 3D en forme interactive est le logiciel employ pour la finition du mod le 3D Ces logiciels ne sont pas pr vus sp cifiquement pour la visualisation mais pour l dition et la pr pa ration l impression ou au rendu image ou vid o puisqu ils contiennent un nombre lev d outils de traitement il y a un risque que lors de la visualisation le mod le 3D soit modifi volontairement ou involontairement de mani re permanente c t de ces logiciels de mod lisation 3D plus techniques il existe plusieurs outils pour la cr ation et la pr sentation de mod les 3D interactifs pouvant tre divis s en deux cat gories les logiciels de visualisation part enti re et les outils qui permettent de visualiser un mod le 3D dans une page HTML Adobe Acrobat 3D fait par exemple partie des logiciels permettant la cr ation de fichiers contenant des mod les 3D interactifs Ce logiciel permet la cr ation de fichiers PDF contenant des objets 3D qui peuvent tre visualis s avec les derni res versions de Acrobat Reader 13 S agissant de l affichage de mod les 3D interactifs dans une page HTML le langage de description le plus utilis est le VRML langage d fini par une norme internationale ISO Par ce langage il est possible de d crire la forme la position ou le mouvement des objets 3D La version actuelle du VRML s appe
164. 470 of image coordinates y 0 010444 Image no 14 camera no 15 rot 1 Tilt Axis Swing CPos X CPos Y CPos Z 15 481 64 564 0 909 0 665 1 385 1 303 0 052448 0 071329 0 080492 0 002750 0 003380 0 002782 Average residuals of x 0 010225 of image coordinates y 0 008257 Image no 15 camera no 15 rot 1 Tilt Axis Swing CPos X CPos Y CPos Z 8 767 8 986 3 187 0 805 1 070 1 309 0 081488 0 069096 0 074792 0 002953 0 003332 0 002925 Average residuals of x 0 011790 of image coordinates y 0 006163 Image no 16 camera no 15 rot 1 Tilt Axis Swing CPos X CPos Y CPos Z 6 983 75 943 1 747 2 908 2 112 1 311 0 118623 0 102616 0 086019 0 002932 0 003767 0 003931 Average residuals of x 0 006788 of image coordinates y 0 006708 Image no 17 camera no 15 rot 1 Tilt Axis Swing CPos X CPos Y CPos Z IJOWO Y SUI99S S np onbryeid uones N y oxouuy VIG 20 069 138 251 1 031 3 010 2 292 1 287 0 096334 0 112517 0 095260 0 003727 0 004160 0 003920 Average residuals of x 0 011091 of image coordinates y 0 008113 Image no 18 camera no 15 rot 1 Tilt Axis Swing CPos X CPos Y CPos Z 20 916 222 761 299 696 2 587 2 448 1 302 0 119498 0 195838 0 243834 0 007294 0 003143 0 005881 Average residuals of x 0 004676 of image coordinates y 0 007548 Image no 19 camera no 15 rot 1 Tilt Axis Swing CPos X CPos Y CPos Z 9 549 97 513 98 310 4 421 3 369
165. 5 Fraser et al 2003 N L FRASER M Yosuino K Imaizumi S A BLACKWELL C D L THOMAS et J G CLEMENT A Japanese Computer Assisted Facial Identification System Successfully Identifies Non Japanese Faces Forensic Science International 135 122 128 2003 Fratini et al 2006 P FRATINI G CENERONI L TALAMELLI G SAMPO et L GAROFANO BPA Analysis as a Useful Tool to Reconstruct Crime Dynamics Part III International Congress Series 1288 541 543 2006 Fuchs et al 2004 A Fucus E ALBY R BEGRICHE P GRUSSENMEYER et J P PERRIN Confrontation de la lasergramm trie aux techniques de relev conventionnelles et d veloppement d outils num riques pour la restitution architecturale Revue Fran aise de Photogramm trie et T l d tection 173 174 36 47 2004 Galantucci et al 2005 L M GALANTUCCI G PERCOCO et R FERRANDES Accuracy Issues of Digital Photogrammetry for 3D Digitization of Industrial Products In CPI d Integrated Desing and Production Casablanca 2005 Galvin 2002 B GALVIN Diagram Software With 3D Views Helps Reconstructionist Build More Accurate Crash Scene Repots Accident Reconstruction Newsletter novembre 2002 Galvin 2004 B GALVIN Photogrammetry Fast Crime Scene Measuring with Close Range Photogram metry Evidence Technology Magazine 2 5 2004 Galvin 2005 B GALVIN Photogrammetry Mapping for Crime Scenes Law amp Order 53 3 36 41 2005 Gay
166. 64 0 0074 0 0016 46 0 0127 0 0327 0 0085 47 0 0447 0 0149 0 0092 48 0 0048 0 0181 0 0026 49 0 0076 0 0602 0 0015 Average deviation Sigma0 0 012420 Deactivation of image coordinates Blundertest Image Point Residuals x Residuals y Blundertest addtitional observations End of computation 06 25 05 at 16 49 07 Rollei Metric CDW bundle adjustment END YSN 39 MO 9048 ollozyeroqey ne esei FH Y Annexe B R sum des donn es de l valuation du syst me RolleiMetric Les donn es r sum es ci apr s concernent les tests effectu s pour la validation du logiciel de photogramm trie num rique CDW pr sent e a la section 4 3 B 1 Mod les photogramm triques des diff rents tests Les tableaux de cette section contiennent des donn es sur les points restitu s lors de la cr ation des mod les photogramm triques pour les 9 tests de la validation du logiciel CDW B 1 Mod les photogramm triques des diff rents tests 2 0 2 0 1 0 000001 0 000002 0 000001 0 000001 0 000001 0 000001 0 000002 0 000003 0 000001 0 000765 0 000772 0 000799 0 000715 0 000677 0 000751 0 001696 0 001502 0 00149 0 002431 0 001981 0 00195 0 000913 0 001043 0 000965 0 000821 0 000855 0 000851 0 000798 0 000846 0 000822 0 000798 0 000845 0 00083 0 000824 0 000854 0 000861 0 000719 0 000755 0 000735 0 000748 0 000847 0 000803 0 00072 0 000812 0 000805 0 001516 0 001313 0 001463 0 006264 0 003965 0 003755 0 008107
167. Cela a permis de cr er un mod le 3D contenant toutes les informations qui auraient pu tre utilis es pour valuer la position du chasseur le plus 80 Chapitre 5 La documentation et l illustration d tats des lieux proche de la victime la direction de tir et la dispersion des coups voir la suite de cet exemple au paragraphe 6 2 2 La finition du plan a t effectu e avec le logiciel Microstation Les traces et la position de la bourre ont t d finies gr ce au plan et au rapport d expertise de l affaire Les diff rents l ments ont t dessin s sur des calques diff rents selon qu il s agissait de l ments naturels traces d impacts et la position de la bourre la position de la victime la position pr sum e du chasseur le plus proche e les textes et les l ments de la l gende Le travail pour la restitution photogramm trique a dur 3 jours tandis que la finition du mod le a pris une journ e R sultats Le r sultat est un fichier DGN comprenant les informations morphologiques des lieux telles qu elles ont t examin es trois ans apr s les v nements compl t es par les donn es reprises du plan des lieux de l expertise effectu e l IPS Dans le cas pr sent il est important que ces deux types de donn es soient bien distingu s pour plusieurs raisons e la source des donn es est diff rente e la pr cision avec laquelle les informations m triques ont t reproduites est di
168. D Lors du traitement des donn es des logiciels de traitement d images et de vid os sont souvent indispensables afin d am liorer la visibilit des objets et d extraire les images des vid os D autres logiciels sp cifiques pour une investigation peuvent tre utilis s afin d obtenir un indice ou une autre information utile pour l enqu te Ces diff rents l ments pourront tre combin s dans le mod le pho togramm trique ou lors de la finition du travail dans un mod le 3D Il est important que pour chaque donn e des informations sur la qualit et les conditions de travail soient report es Cela est par exemple indispensable pour valuer l incertitude la justesse du travail et les limites de validit du r sultat Un certain nombre d informations compl mentaires sont g n ralement requises pour r aliser le travail photogramm trique et de finition par exemple les caract ristiques de l appareil photogra phique utilis l instrument de mesure les caract ristiques des images num riques Certaines donn es peuvent tre introduites directement dans les logiciels de photogramm trie ou de mod lisation 3D tandis que d autres doivent tre prises en compte pendant le processus de travail Des donn es com pl mentaires peuvent tre utilis es lors de la cr ation du plan ou du mod le 3D Par exemple lors de la cr ation de plans 2D le plan du cadastre ou des plans d architectes sont utilis s comme base pour le dessin A
169. In ISPRS d XXth ISPRS Congress vol Commission 5 2004 Jones 2001 M W Jones Facial Reconstruction Using Volumetric Data In T ERTL B GIROD G GREI NER H NIEMANN et H P SEIDEL ds Vision Modelling and Visualization p 135 142 Stuttgart 2001 Kacker et Jones 2003 R KACKER et A JONES On Use of Bayesian Statistics to Make the Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement Consistent Metrologia 40 235 248 2003 Kacker 2000 R KACKER An Interpretation of the Guide to the Expression of Uncertainty in Measure ment Rap tech National Institute of Standards and Technology 2000 Kasser et Egels 2001 M KAssER et Y EGELS Photogramm trie num rique Collection ENSG IGN cole nationale des sciences g ographiques Hermes Sciences Paris 2001 Klas n 1998 L KLASEN Forensic Image Analysis In 12th Interpol Forensic Science Symposium p 261 302 Lyon 1998 Klas n 2002 L KLAS N Image Sequence Analysis of Complex Objects Th se de doctorat Link ping Studies in Science and Technology 2002 Klas n et Fahlander 1996 L KLAS N et O FAHLANDER Using Videogrammetry and 3 D Image Recons truction to Identify Crime Suspects SPIE 2492 162 169 1996 199 Bibliographie Klas n et Li 1998 L KLAS N et H L Faceless Identification A Model for Person Identification Using the 3D Shape and 3D Motion as Cues In SPIE d Investigation and Forensic Science Technolo
170. Internationale de Standardisation Joint Photographic Experts Group format d images num riques Liquid Crystal Display Format de donn es de 3Ds Max Metric Single Rectification Format de donn es num riques g om triques Format brut d images num riques brut de Fujifilm Ensemble de formats d images num riques bruts Root Mean Square racine carr e de la moyenne quadratique ou moyenne quadratique Syst me International format de donn es num riques originaire de la st r olithographie Tagged Image File Format format d images num riques Unfallfotodienst Service photographique UnfallTechnischer Dienst Service technique des accidents Virtual Reality Modeling Language Wissenschaftlicher Dienst Service scientifique Format de donn es du langage VRML Format de donn es du langage VRML Chapitre 1 Int r t et but de la recherche 1 1 Introduction 1 1 Introduction Les deux sujets de cette recherche sont la photogramm trie c est dire l ensemble des techniques qui permettent de faire des mesures sur des sujets photographi s et la mod lisation tridimensionnelle num rique ci apr s abr g par mod lisation 3D une m thode d enregistrement de traitement et de repr sentation de l information num rique Depuis la d couverte des principes de la perspective et de la photographie diff rentes approches pour pouvoir faire des mesures sur des photographies ont t d velopp es Les fondeme
171. Le rayon combin avec d autres rayons issus d autres prises de vue ou combin avec les surfaces des objets sur lesquels se trouve le point objet recherch permet de d terminer sa coordonn e r elle Le mod le de cam ra qui est pr sent ici s appelle mod le st nop lin aire Ce dernier d crit l appareil photographique par un plan image correspondant la surface photosensible que ce soit le film argentique ou le capteur num rique et un centre optique ou centre de projection repr sentant l objectif Il est possible de d finir un plan de projection appel image positive et situ l avant du centre optique sur lequel la projection conique se reproduit Les diff rents concepts sont d crits l aide de l image positive m me s ils sont 16 Chapitre 2 La Photogramm trie g om triquement semblables la projection sur le plan image Compte tenu de ces consid rations un point image correspond l intersection de la droite qui relie le point objet le centre optique et le plan image voir figure 2 3 Qxv2 focale OK 2 Fic 2 3 Repr sentation du mod le st nop L appareil photographique est caract ris par le centre de projection O et sa focale Le point Q dans l espace r el est projet sur l image positive au point q Ce dernier est le point d intersection de la droite passant par le centre de projection O et le point Q avec le plan image L axe optique est la droite passant par le centre de proje
172. NHOFER Bite Mark Documentation and Analysis the Forensic 3D CAD Supported Photogrammetry Approach Forensic Science International 135 115 121 2003c Thali et al 2007 M J THALI S Ross L OESTERHELWEG S GRABHERR U Buck S NAETHER C JA CKOWSKI S BoLLIGER P Vock A CHRISTE et R DIRNHOFER Virtopsy Working on the Future of Forensic Medicine Rechtsmedizin 17 7 12 2007 Thali et al 2000 M J THALI M BRAUN W BR SCHWEILER et R DIRNHOFER Matching Tire Tracks on the Head Using Forensic Photogrmmetry Forensic Science International 113 281 287 2000 Thali et al 2005 M J THALI M BRAUN U Buck E AGHAYEV C JACKOWSKI P VOCK M SONNEN SCHEIN et R DIRNHOFER VIRTOPSY Scientific Documentation Reconstruction and Animation in Forensic Individual and Real 3D Data Based Geo Metric Approach Including Optical Body Object Surface and Radiological CT MRI Scanning Journal of Forensic Science 50 5 428 442 2005 Thali et al 2003d M J THALI M BRAUN et R DIRNHOFER Optical 3D Surface Digitizing in Forensic Medicine 3D Documentation of Bone Skin and Bone Injuries Forensic Science International 137 203 208 2003d 202 Bibliographie Thali et al 2003e M J THALI K YEN P Vock C OzpoBa B P KNEUBUEHL M SONNENSCHEIN et R DIRNHOFER Image guided Virtual Autopsy Findings of Gunshot Victims Performed with Multi Slice Computed Tomography MSCT and Magnetic Resonance Imaging M
173. Par contre il aurait t int ressant d avoir un mod le d taill mod lis par exemple avec un syst me actif afin de fixer la position de la voiture avec plus de justesse et fid lit surtout pour les positions rapproch es de la victime o les d tails de la voiture sont bien visibles Le r sultat Les r sultats pouvant tre obtenus par la combinaison des mod les 3D avec les images sont comparables aux r sultats obtenus avec les approches photogramm triques e position et angle de la prise de vue 9 Cela est possible car la prise de vue de l image analyser a t r alis e et elle a t int gr e dans un mod le 3D 132 Chapitre 6 L analyse et l exploitation des donn es e taille d un objet ou d une personne sur une image e position d un objet dans l espace Les diff rences sont li es la validit des r sultats laquelle est g n ralement moins bonne pour les techniques de mod lisation 3D et le fait que le travail et les informations obtenus sont plus clairs et facilement visualisables dans un mod le 3D Cela est li aussi au fait qu une repr sentation 3D est plus proche de la r alit et facilite l explication le traitement et la compr hension des donn es en analyse La difficult r side dans l utilisation des logiciels 3D et l appr ciation de la qualit des r sultats Le travail effectu dans les deux cas pr sent s dans cette section a permis d extraire des donn es su
174. RI and Subsequent Cor relation Between Radiology and Autopsy Findings Forensic Science International 138 8 16 2003e Tomellini 1908 L TOMELLINI Photographie m trique syst me bertillon nouvel appareil de s ret g n rale A Rey amp Cie Lyon 1908 Treuillet et al 2006 S TREUILLET B ALBouy Y Lucas et E KOENIG Evaluations de la qualit d une reconstruction 3D r alis e partir d images In I e V INFORMATION Signal d Mod lisation 3D partir d images Paris 2006 Information Signal Images et ViSion Triggs 1999 W J TRiacs G om trie d images multiples Th se de doctorat Institut National Polytech nique de Grenoble 1999 Tyrrell et al 1997 A J TYRRELL M P EvisoN A T CHAMBERLAIN et M A GREEN Forensic Three Dimensional Facial Reconstruction Historical Review and Contemporary Developments Journal of Forensic Science 42 4 653 661 1997 UTD ZH 2008 U D S Z UTD ZH Tatbestandsaufnahme bei Verkehrsunf llen 2008 Vanezis et al 2000 P VANEZIS M VANEZIS G MCCOMBE et T NIBLETT Facial Reconstruction Using 3D Computer Graphics Forensic Science International 108 81 95 2000 Vera et al 1995 C VERA F APARICIO et J L S ROMAN Theoretic Model for the Computer Analysis of Vehicle Collisions Safety Science 19 179 189 1995 Waldh usl et Ogleby 1994 P WALDHAUSL et C OGLEBY 3x3 Rules for Simple Photogrammetric Do cumentation of Arc
175. Support Fresnel Coupe flux Fresnel Boite tr pied Support ordinateur Boite Support mobile Tabouret Equerre 1 Equerre 2 Equerre 3 C ne 1 C ne 2 C ne 3 Rep re J Support vertical Support vertical Support vertical Support vertical Cylindre en m tal Support ordinateur Salle Moyenne 99 9 99 99 T 99 T 9s 594 15937 Moyenne X Y 2 T 9 E L9 L LL91 H e Mim x91 EN ES PA se 7 1 amp 7 1 w o BO H O O c Restitution Microstation 3Ds Max Objet Mesure X Mesure Y Mesure Z Mesure X Mesure Y Mesure X Mesure Y Mesure Z 20 TT 0 3 3 T 0 V I O C1 N H SORRNONTMOR B o H OW GIO OW ol 8 N amp W o O HEAR OMONUMS oad ARNOOHOON ANH N D D Hi N amp or 0 1 0 4 0 0 0 0 oo ECE eoo goo SOONNN O01 ooo booo Ep ee err ORQOOR Lo O Lo H i ot TAB B 12 R sum des diff rences entre les mesures faites sur les lieux et les mesures prises sur les objets restitu s et affin s avec Microstation et 3Ds Max Les objets et le num ro des objets correspondent ceux qui sont d finis sur la figure 4 1 la page 50 Les valeurs sont exprim es en centim tres OIIJOINIOTIOH eurojsAs np uorjen eAo op soouuop sep guInsey gq oxouuy OSET Restitution Microstation 3Ds Max Objet Mesure X Mesure Y Mesure Z Mesure X Mesure Y Mes
176. Technischer Dienst UTD compl tent la recherche Les exemples pr sent s ont t anonymis s dans la mesure du possible et des autorisations pour la publication ont t demand es aux autorit s comp tentes Les visites au service photographique des accidents de la police du canton de Zurich Unfallfotodienst UFD l Institut de M decine L gale de l universit de Berne Institut von Rechts Medizin IRM et la police scientifique du canton Tessin Polizia Scientifica ont galement permis d approfondir plusieurs aspects des techniques pr sent es dans cette recherche Des travaux d tudiants en Bachelor et Master en sciences forensiques l IPS ont galement t propos s et dirig s une partie des r sultats entrent dans le cadre de cette th se Enfin la participation et les rencontres avec le groupe d imagerie num rique Digital Imaging Working Group DIWG de l European Network of Forensic Science Institutes ENFSI ont t tr s profitables pour avoir une vue des approches utilis es dans les autres pays et approfondir des sujets annexes la photographie num rique Chapitre 1 Int r t et but de la recherche Cette th se est divis e en trois partie principales une premi re partie sur la th orie de la photo gramm trie et la mod lisation 3D Cette partie fournit les bases th oriques de la recherche qui sont ensuite d taill es au d but de la deuxi me partie Cette derni re contient une revue des approches
177. Universit de Lausanne Facult de Droit et des Sciences Criminelles Ecole des Sciences Criminelles Institut de Police Scientifique S rie criminalistique XXXVIII La photogramm trie num rique combin e avec la mod lisation 3D applications aux sciences forensiques THESE DE DOCTORAT Lorenzo Lanzi licenci en sciences forensiques de l Universit de Lausanne Lausanne 2009 Illustration de couverture Photomod le en n gatif couleurs du r sultat de la mod lisation 3D num rique d une sc ne de crime Universit de Lausanne Facult de Droit et des Sciences Criminelles Ecole des Sciences Criminelles Institut de Police Scientifique S rie criminalistique XXXVIII La photogramm trie num rique combin e avec la mod lisation 3D applications aux sciences forensiques THESE DE DOCTORAT Lorenzo Lanzi licenci en sciences forensiques de l Universit de Lausanne Th se r alis e sous la direction du Prof Pierre Margot Lausanne 2009 Illustration de couverture Photomod le en n gatif du r sultat de la mod lisation 3D num rique d une sc ne de crime Und UNIL Universit de Lausanne Ecole des sciences criminelles b timent Batochime CH 1015 Lausanne IMPRIMATUR A l issue de la soutenance de th se le Jury autorise l impression de la th se de Monsieur Lorenzo Lanzi candidat au doctorat en sciences forensiques intitul e La photogramm trie num rique combin e avec la
178. Ursula Buck experte l UnfallTechnischer Dienst de la police cantonale de Berne et chercheuse l IRM de Berne pour ses conseils et ses explications La Soci t Acad mique Vaudoise pour son soutien financier en fin de recherche Dr Kurt Zollinger chef du Wissenschaftlicher Dienst de la ville de Zurich et tous les collabora teurs du service M Hans Sonderegger ancien chef de l Unfall Technischer Dienst de la police de la ville de Zurich M Beat M ller actuel chef de l UnfallTechnischer Dienst de la police de la ville de Zurich et les collaborateurs du service M Hans Friedrich chef de l Unfall Technischer Dienst de la police cantonale de Berne et tous les collaborateurs du service M Emilio Scossa Baggi chef de la police scientifique du canton du Tessin M Giancarlo Santacroce M Edo Beltrametti M Ivan Cimbri M Andrea Quattrini et M Lars Schmidt sp cilaistes de la police scientifique du canton du Tessin pour leur accueil et leur disponibilit lors des stages effectu s Les coll gues et amis qui ont collabor ou aid lors de certains travaux pr sent s dans cette recherche ou qui ont rendu ce travail plus conforme la langue fran aise Agnese Daniel Elodie Eric Erika Fabiano Fran ois Jean Michel Nicolas Quentin Raymond Sarah St phanie Mes ami e s et coll gues pour leur collaboration participation soutien et aide Mes parents Bruna e Ivo Ma sceur Paola Agnese ii Table des mati
179. Vo Vo Vo Vo Vo Vo Vo Vo Trier les points selon la r gle 1 2 3 4 selon les coordonn es polaires Attention tant donn le syst me de coordonn es de MATLAB faudra changer cela 1 coord x y standard 2 coord position 0 0 au point le plus bas point 1 3 transformation en coordonn es polaires 4 d finition de 2 3 4 par rotation antihoraire tempP point PointX PointY Pointx Pointy an fori 1 6 PointX PointX point i point 1 PointY Point Y point i point 2 end maxPY max PointY for i 1 6 if PointY i maxPY maxPX PointX i Pointx i 0 Pointy i 0 j i end end for i 1 6 ifj i Pointx i Pointy i cart2pol PointX i maxPX PointY i maxPY end end temp index sort Pointx fori 1 6 point i tempP index i end Fo Vo Vo Vo Vo Vo Vo Vo Vo Vo Calcul des droites passant par les points et d finissant l horizon Point de fuite 1 calcul des param tres de la droite D1 point 1 et 2 al b1 DroitePoints point 1 point point 2 point Y calcul des param tres de la droite D2 point 3 et 4 a2 b2 DroitePoints point 3 point point 4 point calcul du PF1 gt correspond au point de fuite d termin par les droites des points D1 et D2 PF1 1 b2 b1 al a2 PF1 2 al PF1 1 bl Point de fuite 2 calcul des param tres de la droite D3 point 4 et 5 a3 b3 DroitePoints point
180. a t extraite Cela correspond la cadence d enregistrement des images utilis es pour la s quence vid o en examen La premi re image de la partie d int r t a t nomm e image 1 la derni re image 244 voir tableau 6 6 D but de la s quence d images d int r t 0 0 s Fin de la s quence d images d int r t 8 1 s image 244 TAB 6 6 Informations temporelles et le num ro des images de la partie de la vid o d int r t Les param tres internes de la cam ra lors de la prise de vue sont inconnus De plus lors de l enregistrement de la vid o la victime a modifi la focale pour pouvoir mieux cadrer la route et le v hicule Il n est donc pas possible de calibrer les param tres internes de l appareil avec le logiciel CDW et d int grer les images extraites de la vid o directement dans le mod le photogramm trique pour r aliser les mesures demand es Le mod le 3D du r sultat de la restitution photogramm trique a t import dans le programme 3Ds Max Pour le travail de positionnement du v hicule 22 images issues de l extraction vid o ont t utilis es Le choix des images se base sur les crit res suivants intervalle de temps entre deux images d environ 1 2 seconde pour le tron on de route rectiligne intervalle de temps entre deux images d environ 1 10 seconde depuis le d but du virage visibilit de la voiture en entier et bonne focalisation de l image L outil de base employ pour le positi
181. a t faite en consid rant diff rentes mesures du mod le 3D Le but du travail tait d estimer la taille de l auteur du braquage la station service Les mesures faites sur les images ont t r alis es avec deux logiciels CDW et 3Ds Max La premi re m thode fournit une mesure qui correspond la distance entre le sol et le sommet de l image de l individu cela correspond la mesure de la hauteur de l individu dans la posture enregistr e La deuxi me m thode implique l utilisation d un squelette d humanoide virtuel pour l appr ciation de la taille de l individu L auteur du crime avait d j t arr t la suite d un autre braquage une station service et il avait avou tre l auteur d une s rie de hold up dans d autres distributeurs de la r gion Sa taille debout en position droite est de 1 78 m Cette mesure ne tient pas compte de plusieurs facteurs e lors de la d marche la taille d un individu distance entre le sol et le sommet de l image de l individu est g n ralement inf rieure la taille en position droite De plus sa variation peut tre tr s importante pouvant aller jusqu 10 cm par rapport la taille en position droite selon la dynamique du mouvement Ces dynamiques doivent tre prises en compte lors de l appr ciation de la validit de la mesure en tant qu estimateur de la taille de l individu sur l image Criminisi et al 1998 Compton et al 2000 La meilleure solution serait de f
182. a base des l ments recueillis sur les lieux et des donn es techniques de l appareil reconstruire la vision possible du pilote et du copilote travers l instru mentation de vol avant l accident Close Range Digital Workstation Projekt Daten Skizze Bilder Messung Berechnung Auswertung Extras Fenster Hilfe Gals alel 2 52 5 lel ee BE Bid 13 fi Bild 11 Fic 7 1 Vue de l int rieur de la cabine de pilotage Image fournie par le WD UTD de la police de la ville de Zurich Les r sultats de l enqu te ont t publi s dans le rapport Bureau d enqu te sur les accidents d aviation 2004 Mat riel et m thodologie Le but du travail tait de mod liser l int rieur de la cabine de pilotage et de repositionner les deux si ges du pilote et du copilote lors de l accident afin de retrouver la position des deux aviateurs dans la cabine Lors de la fixation de l tat des lieux de l accident de l avion des l ments concernant le blocage des si ges ont permis de retrouver leur position Pour la mod lisation 3D de la cabine de pilotage le mat riel suivant a t utilis e Rolleiflex 3003 pour les prises de vue de la cabine de pilotage e CDW pour la restitution photogramm trique 149 7 2 Mod lisation 3D valuation d hypoth ses e MSR pour la cr ation d orthoimages de l int rieur de la cabine de pilotage e Microstation pour la finition de la mod lisation 3D et la pr sentation d
183. a restitution photogramm trique a t r alis e par les sp cialistes de l IRM Tous les objets per tinents pr sentant des taches de sang et ayant une pertinence pour l valuation des projections de sang ont t reproduits Des orthoimages des surfaces planes comportant des projections de sang ont t produites et introduites dans les mod les 3D comme texture figure 6 3 Toutes les projections de sang ont t ensuite redessin es dans le mod le 3D de fa on sch matiser leur positionnement et le rendre plus visible Par la suite un sp cialiste en balistique forensique a analys les projections de sang en choisissant un certain nombre de taches de sang pr sent sur les orthoimages et en a calcul la trajectoire Les diff rentes trajectoires ont t par la suite reproduites dans le mod le 3D final La combinaison de toutes les trajectoires calcul es a permis de d finir plusieurs points d origine communs qui ont t repr sent s par des ellipsoides dans le mod le 3D final R sultats Les r sultats ont t pr sent s sous la forme de plans de coupes et de photomod les figure 6 4 Dans ce cas la photogramm trie a t employ e pour d terminer les mesures des objets et cr er des orthoimages pour l analyse des projections de sang La mod lisation 3D a t utile pour la reproduction des trajectoires d une partie des projections de sang et la repr sentation des points d origine estim s de ces projections Po
184. a restitution photogramm trique est combin avec ce plan les marquages de la route les traces de freinage les traces de rebondissement ou de choc y sont ajout s Lors des relev s des lieux internes l utilisation de plan et mod les d objets architecturaux peut faciliter le travail de restitution D autres logiciels de mod lisation 3D plus particuliers sont galement utilis s dans certains services Le syst me de GOM et le logiciel Photomodeler proposent par exemple des syst mes int gr s de mod lisation 3D tout le travail d dition et de gestion 3D peut tre accompli avec le m me syst me Poser est un logiciel de mod lisation sp cialement con u pour cr er et manipuler des humanoides virtuels Il est tr s pratique car il permet de mod liser et d finir facilement la posture d une personne FreeForm est un syst me de cr ation et de modi fication d un mod le 3D compos d un logiciel et d un bras m canique Le bras m canique est une sorte de stylo 3D en le d pla ant dans l espace il est possible d diter des mod les 3D En sciences forensiques le travail principal lors de l utilisation d un logiciel de mod lisation consiste cr er des plans en 2D plus rarement le r sultat est pr sent sous la forme d un photomod le d une vid o ou d un mod le 3D interactif 4 2 Consid rations sur la qualit d une mesure 4 2 1 La fid lit la justesse et la validit Lors du travail photogramm trique et de
185. a review of the virtopsy and similar projects European Radiology 18 2 273 282 2008 Bonfanti 2002 M BONFANTI Etude des caract ristiques pr sentes sur les douilles et les projectiles au moyen de la saisie du traitement et de l analyse de donn es en 3D Th se de doctorat Universit de Lausanne 2002 Bramble et al 2001 S BRAMBLE D COMPTON et L KLAS N Forensic Image Analysis In INTERPOL d 13th International Forensic Science Symposium Lyon France 2001 Brand 1995 P BRAND Reconstruction tridimensionnelle partir d une cam ra en mouvement de l in fluence de la pr cision Th se de doctorat Universit Claude Bernard Lyon I 1995 Br schweiler et al 2003 W BR SCHWEILER M BRAUN R DIRNHOFER et M THALI Analysis of Pattern Injuries and Injury Causing Instruments With Forensic 3D CAD Supported Photogrammetry FPHG an Instruction Manual for the Documentation Forensic Science International 132 130 138 2003 Br schweiler et al 1997 W BR SCHWEILER M BRAUN H J FUCHSER et R DIRNHOFER Photogram metrische Auswertung von Haut und Weichteilwunden sowie Knochenverletzungen zur Bestimmung des Tatwerkzeuges grundlegende Aspekte Rechtsmedizin 7 76 83 1997 Br schweiler et al 2001 W BR SCHWEILER M BRAUN et M THALI Analysis of Pattern Injuries and Injury Causing Instruments With Forensic 3D CAD Supported Photogrammetry FPHG In XVIIIth Congress of the Intenatio
186. a valeur RMS correspond la racine carr e de la moyenne quadratique des carts type de chaque 6Pour plus de d tails sur le type de r sultats obtenus lors de l ajustement des faisceaux voir l annexe A 4 3 et B 1 52 Chapitre 4 Equipements et m thodes point dans les directions X Y Z venant des r sidus de l approche des moindres carr es elle fournit une indication de la qualit de la restitution des points dans le mod le photogramm trique Valeur RMS X Valeur RMS Y Valeur RMS Z 0 00251 0 00307 0 00332 0 00247 0 00715 0 0220 0 0262 0 00411 0 00368 0 00622 0 0116 0 00290 0 00832 0 00714 0 00906 0 0128 0 00439 0 00856 0 0132 0 00309 0 00699 0 0421 0 0163 0 0154 0 0324 0 0313 0 0534 0 0298 0 00250 0 00307 0 00330 0 00247 0 00215 0 00263 0 00285 0 00212 1 2 3 4 5 6 7 8 9 TAB 4 2 R sum des r sultats essentiels de l ajustement des faisceaux selon les diff rents tests d crits plus haut Les valeurs sont exprim es en m tres Pour chaque test effectu diff rents autres probl mes ont t rencontr s En r sumant les obser vations ont t les suivantes de mani re g n rale l cart type moyen varie peu pour un m me relev photogramm trique m me en modifiant les donn es de d finitions du modele photogramm trique les valeur de RMS dans les diff rentes directions sont plus sensibles au changement lors de la modification des donn es de d finition du mod le photogramm triqu
187. acial Image Comparison Using a 3D Laser Scanning System In SPIE d Visual Information Processing XII p 198 201 Orlando 2003 Saferstein 2004 R SAFERSTEIN Criminalistics An Introduction to Forensic Science Pearson Education International Prentice Hall Upper Saddle River 8 dn 2004 Salomon 1999 D SALOMON Computer Graphics amp Geometric Modelling Springer Verlag New York 1999 Sandstrom 1997 S C SANDSTROM Computer Animation What do You See In N C f S Counrs d 5th National Court Technology Conference CTC5 San Diego 1997 Santacroce 2006 G SANTACROCE The Use of Luminol in a Complicated Murder Case In ENFSI d European Academy of Forensic Science Conference Helsinki 2006 Schofield 2007 D SCHOFIELD Animating and Interacting with Graphical Evidence Bringing Cour trooms to Life with Virtual Reconstructions In I C SOCIETY d Computer Graphics Imaging and Visualisation p 321 32 Bangkok 2007 201 Bibliographie Schofield et al 2002 D SCHOFIELD J Noonp L GOODWIN et J MARCH Interactive Evidence New Ways To Present Accident Investigation Information In U o GLASGOW d Proceedings of Workshop on the Investigation and Reporting of Incidents and Accidents p 194 203 Glasgow 2002 Se et Jasiobedzki 2005 S SE et P JASIOBEDZKI Instant Scene Modeler for Crime Scene Reconstruction In I C SOCIETY d Proceedings of the 2005 IEEE Comp
188. ail et d analyse sp cifiques au domaine concern par l investigation algo rithmes de calcul de trajectoires logiciels de traitement d images et de vid o En outre tant donn les caract ristiques de chaque domaine d investigation les connaissances doivent couvrir l ensemble des questions et des probl matiques trait es Ainsi la collaboration entre sp cialistes est souvent indispensable Finalement le chapitre 7 traite d une utilisation particuli re des logiciels de mod lisation 3D pour l valuation d hypoth ses et d v nements Cette approche est rarement adopt e pour des raisons de complexit dans la pr paration et la pr sentation du r sultat D une part il faut combiner plusieurs types d informations ayant des valeurs diff rentes des observations physiques par exemple la position des objets ou l emplacement des traces des r sultats d investigations par exemple la repr sentation de la trajectoire d un coup de feu ou d une projection de sang des mod lisations se basant sur des t moignages ou des hypoth ses D autre part il faut r ussir montrer ces r sultats sans biaiser la pertinence de chaque information repr sent e 8 2 Mat riel et conditions de travail De toutes les applications d crites plusieurs approches de photogramm trie ont t tudi es e des algorithmes pour la mesure de sujets sur des images e des logiciels de photogramm trie num riques multi images e des outils sp cifique
189. ail les plus adapt es Selon les situations il peut tre n cessaire d utiliser des appareils photographiques argentiques par exemple lors de photographies haute d finition ou dans un domaine spectral d observation particulier de r aliser un grand nombre de mesures par exemple pour garantir un r sultat avec une marge d erreur faible ou d effectuer des prises de vue particuli res par exemple des photographies dans l obscurit comme dans le cas de la r v lation au Luminol au long de tout le processus de travail il faut noter toutes les op rations effectu es le mat riel utilis les informations recueillies et les analyses r alis es Cela est valable pour tout travail forensique mais dans le cas pr sent cela est particuli rement important afin de garantir la continuit de la preuve en raison du fait que les traitements sont r alis s sur des donn es num riques lors de l tape d acquisition des donn es il faut noter les caract ristiques des informations recueillies en indiquant si possible leur valeur et signification notamment leur source leur fid lit leur justesse et leur validit Cela est essentiel pour pouvoir pr senter et interpr ter correctement les r sultats obtenus v rifier que les photographies couvrent les lieux dans leur totalit et que les mesures per mettent de calibrer le mod le photogramm trique conform ment la qualit recherch e Selon les circonstances et le co
190. aire participer l individu suspect des tests comparatifs ce qui n a pas t possible dans ce cas e les v tements et les chaussures que la personne porte influencent la validit de la mesure en tant qu estimateur de sa taille Lors d une mesure par analyse d images ces l ments accroissent n cessairement la taille de l individu Cette augmentation ne peut pas tre d finie sans r aliser des mesures comparatives avec le m me habillement e les diff rences entre la taille estim e avec le logiciel CDW et celle estim e avec le logiciel 3Ds Max sont dans les quatre cas positives la mesure estim e par CDW est toujours sup rieure celle estim e avec 3Ds Max Cela peut s expliquer par le fait que l estimation de la taille par le positionnement de l humanoide virtuel a t r alis e en tenant en partie compte de la position de la t te et des v tements de l individu sur les images Sans des tudes dans les m mes conditions avec l individu en question il est tr s difficile de fournir une mesure valide pour l estimation de la taille d un individu N anmoins l indication fournie ici permet de restreindre l intervalle l int rieur duquel la taille de l individu peut se situer 6 4 3 Accident de la circulation voiture pi ton estimation de la vitesse d un v hicule Faits Une personne filme son ami lors de ses volutions en voiture avec un appareil photographique num rique Samsung Digimax L60 Sur une route secondaire
191. alidation des syst mes 48 4 4 Organisation du travail 4 4 4 ee 4 o o Eee gros oo 64 5 La documentation et l illustration d tats des lieux 67 5 1 Introduction v s oo bs Rom Gu Re ewe ee A RO S RR eon vo ROSA UR eod 67 5 2 Les accidents de la circulation 68 5 3 Les autres accidents 76 5 4 Les tats des lieux internes 84 5 5 Les objets et les traces 90 5 6 Synth S6 oie s ROO v ew ee De EIS dedos date a DE S n e dus 100 iii Table des mati res 6 L analyse et l exploitation des donn es Gil Introduction lu a c l c a rok Ray DS Eee See Mees See Ae ee Bae 6 2 L exploitation des traces 6 3 L analyse des images 6 4 La combinaison des mod les 3D et des images 6 5 L analyse des lieux 6 06 Syntheses ese wa CONS RE NE Re OS LUS RSR 7 La mod lisation 3D et l valuation des hypoth ses CA Introduction e sise we SR oko Re Re RRL Tode We de ut 7 2 Mod lisation 3D valuation d hypoth ses 7 3 La mod lisation des v nements 7 4 Les mod les 3D interactifs Iud pre ce ak ae en HR Rad es Mine nee ea
192. an 3D Poses in Static Images IEEE Transaction on Pattern Analysis and Machine Intelligence 28 6 905 916 2006 Lee et Nevatia 2007 M W LEE et R NEVATIA Body Part Detection for Human Pose Estimation and Tracking In I C Society d Workshop on Motion and Video Computing p 23 23 Austin 2007 Lira 2002 I Lira Evaluating the Measurement Uncertainty Fundamentals and Practical Guidance Series in Measurement and Technology Institute of Physics Philadelphia 2002 Long et al 2001 L LONG P DRAP L F GANTES et M RivaL L pave Grand Ribaud F Rapport scientifique interm diaire DRASSM 2001 Luhmann et al 2006 T LUHMANN S Rosson S KYLE et I HARLEY Close Range Photogrammetry Principles Methods and Applications Whittles Publishing Dunbeath 2006 Lynnerup et al 2003 N LYNNERUP M ANDERSEN et H P LAURITSEN Facial Image Identification Using Photomodeler Legal Medicine 5 156 160 2003 Lynnerup et Vedel 2005 N LvNNERUP et J VEDEL Person Identification by Gait Analysis and Photo grammetry Journal of Forensic Science 50 1 112 118 2005 Marclay 2006 F MARcLAY Utilisation du syst me de photogramm trie RolleiMetric pour les tats des lieux Rap tech Institut de Police Scientifique 2006 r sum du travail direct Marks 2001 S Marks Il corpo del reato Computer Gazette mai 2001 46 49 2001 Martin 2002 J C MARTIN Investigation de sc ne de crime Coll
193. ani re semblable que pour les accidents de la circulation tendus voir paragraphe 5 2 4 et figure 5 5 Le fait d utiliser une approche photogramm trique change sous plusieurs aspects la fa on d ap pr hender les lieux e sur les lieux il n est plus n cessaire de prendre plusieurs dizaines de mesures e le travail de cr ation du plan ou du mod le 3D de la sc ne est r alis au laboratoire Les circonstances mat rielles et temporelles qui peuvent contraindre le sp cialiste de la sc ne du crime travailler rapidement et ou approximativement pour la cr ation du croquis lorsqu il se trouve sur les lieux sont r duites Le r sultat de la restitution photogramm trique peut voluer selon les besoins de l enqu te Le plan peut tre modifi et corrig tout moment par de nouveaux l ments qui pourraient tre int ressants pour l enqu te Si un objet particulier doit tre analys m triquement il suffit qu il apparaisse sur au moins 2 images pour pouvoir retrouver ses dimensions Souvent lors d un tat des lieux les mesures ne sont pas prises sur les d tails et les petits objets qui ne semblent pas pertinents C est au bon jugement de l investigateur de choisir quelle mesure prendre ou ne pas prendre Si une mesure n a pas t faite au d part mais qui s av re utile par la suite il ne sera souvent pas possible de la retrouver sauf par photogramm trie Le r sultat Dans l exemple 5 4 2 un relev photogramm tri
194. ans un cas pr cis e les erreurs sur une simple mesure peuvent tre tr s grand par rapport la taille de l objet mesur e la taille des mesures de calibration influence la fid lit du r sultat pour le test 1 la fid lit du r sultat est meilleure que celle des tests 4 et 7 En effet la taille des mesures de calibration est sup rieure pour le test 1 e l erreur al atoire sur la position des points restitu s augmente avec l loignement depuis les mesures de calibration test 4 et test 7 e la fid lit est meilleure lorsque plusieurs mesures sont d finies diff rents endroits de la sc ne test 9 4 3 4 Elcovision Tritop et iWitness Quelques exp riences ont galement t effectu es avec d autres logiciels de photogramm trie num rique Le but tait d appr cier le mat riel la m thodologie de travail et la qualit des r sultats en comparaison avec le logiciel CDW Les logiciels test s sont Elcovision Tritop et iWitness 55 4 3 Validation des syst mes 0 08 0 07 0 06 bd o o a b Ecatr type m e o UJ x saut I ma anat amp Batam aber t7 0 2 4 6 8 10 Distance m Fic 4 6 Graphe illustrant l volution de l cart type sur la d termination de la position des points utilis s pour la cr ation du mod le photogramm trique en fonction de la distance depuis l origine du syst me de coordonn es pour le test 1 le test 4 le test 7 et le test 9
195. ans un rayon de 1 5 m en violet les traces d impacts pr sentes sur les arbres et en rose la position de la bourre Seulement la trace d impacts retrouv e sur l arbre 11 en vert est une trace d impact direct Pour cette raison c est depuis ce point que l appr ciation de l axe de tir t r alis e L axe de tir d fini en rouge correspond l axe se trouvant au milieu de la position du tireur pr sum L axe de tir largi tenant compte de l approximation sur la position du tireur pr sum est d fini en jaune 109 6 2 L exploitation des traces 6 2 3 Meurtre passionnel analyse des taches de sang Faits Apr s une altercation un individu frappe sa femme a la t te avec un marteau et la blesse mortellement Lors des faits les personnes se trouvent dans leur lit Plusieurs taches de sang sont projet es contre la paroi et les objets entourant le lit Au cours des reconstructions avec l auteur du meurtre ce dernier est confus dans la chronique des v nements Mission Etablir le nombre et l origine des coups port s la t te de la victime Suite a cette affaire la police scientifique du canton du Tessin a propos d effectuer une session d instruction sur la probl matique du relev des lieux et l analyse des projections de sang Pour ce travail il a t possible de suivre le relev des lieux au Tessin et une partie du travail de finition du mod le 3D effectu e dans le cadre de la rest
196. aphique l imprimante laser les proc d s d impressions typographique professionnels se basent sur des m thodes d criture avec impact Le deuxi me type de diff renciation se fonde sur la proc dure de formation de l image lors de l impression Dans l impression en continu chaque point l mentaire contient l information colorim trique par niveau de couleurs tandis que dans l impression tout ou rien chaque point l mentaire est soit color soit non color Les syst mes d immersion Le but des syst mes d immersion est de faire ressentir l utilisateur l impression de profondeur des mondes 3D num riques Ils sont g n ralement compos s de plusieurs outils un ordinateur qui contr le et produit les images de synth se un p riph rique d entr e pour pouvoir communiquer avec l ordinateur et un syst me de visualisation Ce dernier doit donner l utilisateur la sensation d tre r ellement dans le monde virtuel Pour cela des casques et des moyens de visualisation qui produisent des images st r o ou des images tout autour de l op rateur ont t cr s Leurs utilisations en sciences forensiques sont pour l instant rares et limit es au domaine de la recherche Bailenson et al 2006 Bailenson et al 2008 Feigenson et Dunn 2003 Feigenson 2006 3 5 Description de quelques outils Les logiciels de mod lisation 3D comportent diff rentes autres options pour l dition et la modi fication des mod les 3D pouvant
197. ar exemple des traces de semelles des traces d oreilles ou des traces digitales 114 Chapitre 6 L analyse et l exploitation des donn es D Fic 6 5 Sch ma explicatif pour le calcul du birapport des distances avec les points objets les points images et le centre optique O de l appareil de prise de vue Les algorithmes ont t d velopp s en utilisant les principes d crits pr c demment une partie pour la mesure sur une surface plane et une partie pour les mesures verticales La m thodologie lors de l utilisation des algorithmes est semblable dans les deux cas 1 fixer des points d finissant un objet de r f rence pour la mesure sur une surface il s agit de d finir les 4 sommets d un parall logramme pour la mesure verticale il faut d finir 6 sommets d un parall lipip de figure 6 6 a 2 d finir la ou les mesures pour la calibration pour la mesure sur un plan il faut d finir deux mesures des arr tes oppos es du parall logramme pour la mesure verticale une mesure verticale est n cessaire figure 6 6 b 3 l algorithme recherche les points et les droites de fuite figure 6 6 c 4 d finir deux points entre lesquels mesurer la distance figure 6 6 d 5 l algorithme calcule la distance recherch e pour la mesure sur un plan le r sultat correspond toutes distances entre deux points pour la mesure verticale le r sultat correspond la distance verticale depuis la b
198. ar les syst mes de mod lisation 3D en sont les raisons Les tats des lieux internes surtout ceux de cas graves peuvent galement faire l objet d une fixation photogramm trique et de mod lisation 3D Cela est fait si des questions pr cises sur l emplacement de traces de personnes ou d objets doivent tre d termin es ou analys es sp cifiquement Il est vident qu il n est pas envisageable d appliquer la restitution photogramm trique toutes les situations Les circonstances mat rielles et temporelles font de l application photogramm trique un outil sp cifique utiliser dans des cas particuliers En revanche la fixation de l tat des lieux dans des conditions adapt es la restitution photogramm trique est peu contraignante il suffit de placer des rep res clairement visibles sur les lieux de faire des prises de vue avec le m me appareil photographique et dans les m mes conditions et de prendre quelques mesures Ce genre d enregistrement peut facilement tre accompli apr s un entrainement de base et sans mat riel suppl mentaire par rapport un tat des lieux traditionnel La documentation et l illustration des traces sont des applications de la photogramm trie combin e avec la mod lisation 3D qui fournissent des r sultats int ressants En effet les traces n cessitent souvent un enregistrement et ou une pr sentation particuli res documentation et illustration de projections de sang pr sentation orthogonale
199. ariance du mesurande Cette approche est en quelque sorte une simpli fication du point de vue bay sien car l information initiale est syst matiquement oubli e Le Organisation Internationale de Standardisation 1995 distingue galement deux autres types d valuations de l incertitude se basant sur le type de donn es utilis e pour l appr ciation l valua tion par la m thode de type A et par la m thode de type B En photogramm trie l valuation des 16D un c t cela se v rifie empiriquement et de l autre c t le th or me central limite postule qu une combinaison lin aire de variables suivant des distributions quelconques tend vers une distribution normale 17La probabilit a priori est consid r e comme non informative 45 4 2 Consid rations sur la qualit d une mesure 100000 TAB 4 1 Valeurs des coefficients de Student en fonction de la probabilit de l intervalle de confiance et des degr s de libert incertitudes est g n ralement de type c est dire qui se base sur des m thodes exp rimentales en opposition l valuation des incertitudes par la m thode de type B qui se base sur l exp rience des op rateurs sur des essais ou sur la connaissance des ph nom nes Taylor et Kuyatt 1994 Ici de suite quelques notions sur l appr ciation de l incertitude selon les points de vue fr quentiste et bay sien sont r sum es Soit x le r sultat d une mesure d une grandeur dont la vraie
200. arquer que m me si les investigations de l accident de chasse et des projections de sang ont t effectu es en 3D les r sultats ont t pr sent s en 2D impression sur papier Pendant les visites et les discussions qui ont eu lieu avec les sp cialistes des diff rents services pour l instant le rapport d expertise n a jamais t fourni au juge sous la forme de fichier contenant le mod le 3D La mani re de pr sentation qui s approche le plus de ce genre de pr sentation est l impression de plusieurs photomod les qui illustrent le r sultat depuis plusieurs angles de vue En revanche pour des rapports internes ou des illustrations aux enqu teurs l utilisation de vid os d animations ou la pr sentation directe du mod le 3D est ais ment r alis e 6 3 L analyse des images 6 3 1 G n ralit s Avec l volution technologique actuelle et la diffusion des syst mes d enregistrement visuels tou jours plus d v nements sensibles sont enregistr s Il suffit de penser au meurtre du pr sident McKin ley USA film en 1901 celui du pr sident Kennedy 1963 ou l attentat du 11 septembre contre les tours du World Trace Center New York La photographie n a plus seulement un but de do cumentation ou illustration mais elle devient un objet d analyse elle m me Klas n Klas n 1998 a propos une nouvelle discipline l analyse forensique de l image dont le travail essentiel vise extraire des caract ri
201. as des estimations globales sur l incertitude concernant les r sultats sont plus int ressantes 2 le travail consiste dans la mesure d une seule ou de peu de grandeurs dont l appr ciation de la distribution de probabilit a priori est impossible ou difficile Dans ces cas les r sultats obtenus avec les techniques photogramm triques sont les seules informations qui permettent d valuer l incertitude sur la mesure Cela peut tre consid r comme une approche bay sienne dont la probabilit a priori est non informative Kacker et Jones 2003 20 Le choix d utiliser une approche fr quentiste ou bay sienne pour l valuation de l incertitude repose sur le sp cia liste qui doit consid rer la pertinence et l utilit d une approche par rapport l autre 21Distribution uniforme des mesures 47 4 3 Validation des syst mes 3 le travail consiste dans la mesure d une seule ou de peu de grandeurs dont l appr ciation de la distribution a priori est possible Dans ces cas les r sultats obtenus avec les techniques photo gramm triques peuvent tre combin es avec l information initiale pour obtenir la distribution a posteriori de la mesure La pr sentation de l incertitude passe galement par l appr ciation du nombre de chiffres signifi catifs reporter sur le r sultat et sur la valeur de l incertitude Dans le cadre de cette recherche les r gles suivantes ont t choisies B et al 2004 e le nom
202. as parfaitement minces et qu elles pr sentent des d fauts de courbure Elles provoquent un d calage du point image par rapport sa position dans le cas d un syst me de lentille parfait Ce d calage est radial par rapport au point principal et est de l ordre du dixi me de millim tre pour les appareils photographiques d amateurs e les distorsions tangentielles de l ordre du dixi me de micron apparaissent lorsque l assemblage des lentilles sur l objectif est incorrect Elles sont souvent accompagn es de distorsions radiales 21 2 2 Les principes La question de la caract risation des distorsions d un syst me optique est tr s importante lors de Vutilisation d objectifs 4 courte focale cas fr quent lors des tats des lieux forensiques dans des espaces restreints d un zoom ou d objectifs bon march Dans ce cas la matrice de calibration K de l appareil n est pas pratique car elle ne tient pas compte des distorsions Pour rem dier ce probl me plusieurs m thodes ont t propos es afin de mod liser les distorsions Cela a amen la d finition d une s rie de coefficients qui repr sentent les distorsions Criminisi 2001 Remondino et Fraser 2006 Sturm 1992 Triggs 1999 fournissent plus de d tails concernant cette probl matique Dans le cas d appareils m triques ou semi m triques les donn es de l appareil photographique sont connues ou peuvent tres facilement tablies par calibration au labo
203. ase du parall lipip de jusqu au point sup rieur d fini avant figure 6 6 d Par rapport la premi re version les principes utilis s pour la mesure sont rest s approximati vement les m mes En revanche l algorithme a t simplifi et am lior au niveau des calculs et de la m thodologie de pointage des sommets de la part de l utilisateur R sultats L algorithme est d utilisation relativement simple et rapide Par contre pour pouvoir l appliquer sur des images deux conditions sont n cessaires e la pr sence d un parall logramme ou d un parall lipip de sur l image e la connaissance pr cise de la taille de deux c t s du parall logramme ou de la taille du paral l lipip de Les r sultats sont fournis dans la m me unit de mesure utilis e lors de l introduction des mesures de calibration Les tests effectu s ont montr que dans des conditions id ales image de bonne qualit mesures de calibration pr cises distance calculer proche de l objet de contr le peu d aberrations et angle de vue correct l algorithme donne des bons r sultats l cart type sur une s rie de mesure est tr s faible ordre de grandeur en mm pour des mesures allant au maximum quelques m tres et l erreur relative sur la mesure est d environ 196 En revanche plusieurs facteurs peuvent influencer n gativement le r sultat ou poser des probl mes lors du travail e la pr sence d aberrations sur l objectif
204. ation plus fid le des lieux et faciliter la reproduction des traces Ainsi plut t que de restituer photogramm triquement chaque tache de sang dans le logiciel CDW une orthoimage des r gions o des projections de sang ou d autres traces de sang se trouvaient a t cr e Cette image a ensuite t introduite dans 3Ds Max et affect e aux surfaces o se trouvaient les traces de cette mani re toutes les traces taient visibles leur emplacement correct La particularit du logiciel Tritop est le fait qu une bonne partie du travail s appuie sur des pro cessus automatiques de d finition de points de calage et de traitement pour le calcul de l orientation interne et externe Pour que ce type de travail soit possible il faut que trois types de rep res soient clairement visibles sur les images e les rep res cod s fournissant la position des points de calage primaires e les rep res noir blanc pour les points de calage secondaires e les barres cod es de 1 m n cessaires pour la calibration de l chelle Le syst me peut atteindre une pr cision lev e car la d finition des points homologues sur les images n est pas li e l op rateur mais effectu e automatiquement En effet de l exp rience person nelle et de discussions avec des sp cialistes dans le domaine cette partie du travail est une source de probl mes pour la cr ation du mod le photogramm trique et d erreurs lors du calcul de l orientation d
205. ation a permis de retrouver plusieurs projectiles douilles et traces d impacts Ces l ments ont t reproduits dans le plan des lieux constitu par la police scien tifique du canton Zoug Ce plan a t par la suite compl t par une restitution photogramm trique effectu e par UTD de la police de la ville de Zurich en collaboration avec les sp cialistes en armes feu du WD de la police de la ville de Zurich Lors du relev compl mentaire des lieux le mat riel utilis a t le suivant e appareil photographique Rolleiflex 3003 et RolleiMetric D7 e flash e tige de marquage pour l investigation balistique e rep res de marquage noir blanc et rep res num rot s Plusieurs photographies et mesures n cessaires pour la restitution photogramm trique ont t prises Les sp cialistes du groupe armes feu ont analys les traces d impacts pour d terminer la tra jectoire des projectiles Les bases de ce travail se fondent sur l examen des traces d impacts balistique terminale et l utilisation des principes de la physique pour reconstruire la trajectoire des coups 134 Chapitre 6 L analyse et l exploitation des donn es balistique ext rieure Les traces d impacts et de ricochet portent les informations concernant l nergie et la direction que le projectile avait lors du choc La forme la longueur et la profondeur de ces traces ainsi que la composition du mat riau ot le projectile a frapp sont essentiels pour
206. ation majeure n est intervenue Il est toutefois possible que des petites variations ou des modifications non visibles sur les images aient eu lieu Il faut d terminer si ces modifications alt rent la validit du r sultat obtenu Dans le cas pr sent au vu des donn es disposition y compris les images le plan des lieux et le rapport d expertise il est possible de conclure que le r sultat permet d avoir une vue des lieux qui correspond assez bien avec la configuration des lieux lors de l accident de chasse Une derni re observation concerne la mani re dont les lieux ont t pr sent s la sc ne o a eu lieu l accident est l g rement escarp e la vision orthogonale verticale donne un aper u de la position de diff rents l ments mais ne permet aucune consid ration qui rel ve de l analyse de la troisi me dimension Cette remarque est importante dans cette situation car l investigation qui doit tre faite par la suite rel ve de l analyse balistique et requiert l appr ciation des lieux en 3D Les informations sur l l vation du terrain ont t exploit es par la suite paragraphe 6 2 2 pour valuer la position du tireur et la trajectoire de tir 81 5 3 Les autres accidents o oR N o F 2 o o e p ge F Oy o o8 Fic 5 10 Plan des lieux o a eu lieu l accident de chasse En vert l emplacement des arbres et des souches Informations extraites du plan et du rapport d expert
207. aussures les instruments d effraction les armes feu sur les projectiles et les douilles ou les autres traces produites par un objet les microtraces souvent des r sidus provenant d objets et d activit s comme les fragments de peinture ou de verre les restes de stup fiants et autres traces laiss es par un objet les traces num riques qui comprennent toute sorte d information num rique concernant le do maine informatique Les deux principes de base utilis s pour l investigation des traces sont e le principe de l individualit e le principe de l change de Locard Seulement les traces directes permettent de lier une personne un lieu ou un objet Les autres types de traces permettent de lier des objets un lieu ou d autres objets Il faudra ensuite les lier une personne Le r le de l investigateur est de trouver et puis d analyser ces traces pour fournir des indices aux enqu teurs ou la cour Le travail de documentation et d illustration des traces se base sur le relev et la pr sentation des l ments retrouv s sur les lieux sur les objets et sur les personnes li s un crime Les traces peuvent tre visibles latentes ou invisibles Lors de 90 Chapitre 5 La documentation et l illustration d tats des lieux l investigation il est essentiel de les enregistrer et ensuite les pr senter de la mani re la plus fid le et objective possible car chaque trace peut devenir un indice utile pour
208. avoir des connaissances permettant de comprendre la qualit des r sultats et d exploiter au mieux ces donn es Cela doit tre pris en compte car lors de la cr ation et de la modification du mod le 3D partir de donn es photogram m triques ou d autres informations l op rateur dessine manuellement les diff rents composants du mod le 3D Ce travail peut tre fait en se basant sur des l ments r v l s lors de l investigation sur des t moignages ou sur des sp culations faites par des parties impliqu es dans l affaire Ainsi l op rateur peut cr er une mod lisation 3D qui reproduit une situation ou un v nement de mani re plus ou moins coh rente et valide par rapport aux informations qui sont la base de la cr ation de la reconstruction Plusieurs difficult s y sont li s e lors du traitement du mod le 3D des erreurs peuvent tre introduites volontairement ou invo lontairement tant donn que l op rateur r alise les modifications manuellement e selon la mod lisation de la situation ou de l v nement en question la validit du travail peut tre tr s diff rente Th oriquement le travail du sp cialiste forensique consiste fournir des donn es scientifiques li es un crime un accident ou une mission particuli re requise par le juge l avocat ou l enqu teur 151 7 2 Mod lisation 3D valuation d hypoth ses Dans la plupart des cas les hypoth ses sont fix es l avance et les
209. ax 3 4 2 Les composants d entr e Par composant d entr e il faut entendre tous les outils qui peuvent tre utilis s pour d finir ou interagir avec des mod les 3D Le composant d entr e de base est le clavier Les informations 3D nu m riques sont des donn es codifi es en langage informatique il suffit d utiliser le code appropri pour pouvoir les d finir Du point de vue ergonomique l interaction avec des entit s 3D n cessite des outils qui permettent de profiter de la troisi me dimension La souris dans son utilisation traditionnelle permet de bouger dans un espace 2D En profitant d un dispositif suppl mentaire comme la roulette ou scroll il est possible d exploiter la troisi me dimension D autres souris plus sp cifiques permettent d avoir un contr le plus pr cis de la troisi me dimension comme les boules de commande trackball en anglais ou les joysticks Un autre outil d entr e utilis surtout en architecture et g nie civil est la tablette graphique Il s agit d une surface rectangulaire g n ralement en plastique munie d un stylo La surface est capable de reconna tre la position du stylo et peut tre utilis e pour d finir et modifier des objets Il existe plusieurs types de tablettes qui varient selon la taille la r solution la capacit de reconna tre la pression ou l inclinaison du stylet Ainsi il est possible de varier les caract ristiques du pointeur et dessi
210. bke et al 2000 Thali et al 2003d Thali et al 2003e Thali et al 2005 e documents Helaers et de Kinder 2000 Spagnolo 2006 Spagnolo et al 2007 Spagnolo 2007 11 1 2 Logiciels de mod lisation 3D Les logiciels de traitement de donn es 3D se d veloppent en trois axes l apparition de logiciels de mod lisation 3D simples bon march avec des outils de base pour le traitement des donn es la complexification de certains logiciels professionnels en int grant des outils diff rents pour l animation des op rations de photogramm trie ou des images ou des vid os la sp cialisation de certains logiciels de mod lisation 3D dans un domaine particulier en four nissant des outils de traitement sp cifiques au domaine en question Ces d veloppements suivent des tendances du march d un c t les amateurs veulent des pro grammes simples et bon march pour des travaux de mod lisation 3D de base de l autre c t les 2Par exemple Google SketchUp 3Par exemple 3Ds Max 4Par exemple Crime Zone pour les sciences forensiques 192 Chapitre 11 Perspectives utilisateurs professionnels n cessitent des outils avanc s pour des traitements sp cifiques de mod lisation 3D Cela pousse galement la cr ation de logiciels qui contiennent uniquement les outils de travail propres des branches sp cifiques que ce soit dans le domaine architectural arch olo gique industriel ou forensique et
211. bre la confi guration la position et les caract ristiques des traces fournissent diff rentes informations permettant de formuler ou de soutenir des hypoth ses sur les v nements qui ont eu lieu Dans ce travail cer taines traces visuelles temporelles comme des vid os de surveillance des vid os ou des s quences d images de t moins ont une valeur plus importante par rapport d autres traces physiques et aux t moignages A la fin c est la combinaison de tous les indices qui permet d mettre des hypoth ses valides sur le d roulement des faits Pour ce faire il est important que les l ments recueillis lors de l enqu te aient t fix s et reproduits de fa on juste fid le et aussi compl te que possible Leur 1Lors de la fixation de l tat des lieux l investigation va du g n ral au particulier en revanche lors de l exploitation des traces l analyse se fait du particulier au g n ral les l ments sont exploit s individuellement et par la suite combin s pour avoir une vision g n rale des r sultats de l investigation 106 Chapitre 6 L analyse et l exploitation des donn es combinaison passe par l valuation de la force probante que chaque indice fournit en lien avec les hypoth ses de travail Ainsi pour chaque exploitation de trace il faut d terminer les limites et les conditions pour lesquelles le r sultat est utilisable Inman et Rudin 2001 Martin 2002 Plusieurs applications dans lesquelles
212. bre de chiffres significatifs de la valeur de l incertitude conduit la d finition du nombre de chiffres significatifs du r sultat e sile premier chiffre significatif de l incertitude est compris entre 5 et 9 l incertitude est arrondie cette d cimale Le r sultat de la mesure a comme derni re valeur significative la d cimale correspondante e si le premier chiffre significatif est inf rieur 5 le r sultat est arrondi la d cimale qui suit le premier chiffre significatif L incertitude a donc deux chiffres En conclusion plusieurs r flexions concernant la technique de mesure et le report du r sultat doivent tres tudi s afin de fournir un r sultat qui soit correct et coh rent avec le travail fait Cela passe par l valuation du processus de mesure en consid rant les caract ristiques du mesurande le moyen de mesure la m thode de mesure l environnement dans lequel la mesure est r alis e et les comp tences de l op rateurs effectuant la mesure Finalement lors de l expression du r sultat il faut reporter la valeur de la grandeur recherch e l incertitude calcul e et l unit de mesure de la grandeur 4 3 Validation des syst mes Cette section contient les r sum s des tests effectu s avec le logiciel CDW de RolleiMetric combin s avec les logiciels de mod lisation 3D Microstation de Bentley et 3Ds Max de Autodesk Des tests compl mentaires ont t effectu s avec les logiciels de photogramm t
213. cal Cylindre en m tal Support ordinateur Salle Maeyenns oof 93 037 Moyenne X YZ oo L ee ee Max f sef 44 iT 1 CO 173 Ea EN OONA N H eo POO Ooo E NOROWOOOON fi ANNE amp O N OJ jai OM C buot ROAKOADO NE bibbo Hoi io D O OhBRoR TAB B 14 R sum des diff rences entre les mesures sur les objets restitu s et les mesures prises apr s finition avec Microstation et 3Ds Max Les objets et le num ro des objets correspondent ceux qui sont d finis sur la figure 4 1 la page 50 Les valeurs sont exprim es en m tres 2LIj9 JNT9 OM eurojsAs np uorjen eAo op soouuop sop oumsoy gq oxouuy SES Microstation 3Ds Max Mesure X Mesure Y Mesure X Mesure Y Mesure Z z Table Support Table Support c bles Table Cadre porte Porte Base tr pied Support Fresnel Coupe flux Fresnel Boite tr pied Support ordinateur Boite Support mobile Tabouret Equerre 1 Equerre 2 Equerre 3 C ne 1 C ne 2 C ne 3 Rep re J Support vertical Support vertical Support vertical Support vertical Cylindre en m tal Support ordinateur Salle C Moyenne oo os OT Moyenne gisbale X YZ o2 J ro Ecart type X Y Z J ssf Min o o s s V lt O ULAR N H o c0000000 ROHOUWLOODOO M099 D N H w NO H N i 1 e ooo ooo vodonoooo o DawaHHNS H 3 5 2
214. ce faire des formes 2D et 3D de base repr sent es par surfaces ont t utilis es Il s agit principalement de parall l pip des de cylindres de c nes et de plans Dans certains cas ces l ments ont t red finis par leurs sommets afin de pr ciser mieux la forme de l objet reproduire 4 3 3 Les r sultats Lors du processus de cr ation du mod le photogramm trique les points cr s lors de l tape d intersection pr sentant des erreurs grossi res sont limin s automatiquement ou manuellement se lon les param tres du programme Les donn es restantes sont utilis es pour la cr ation du mod le photogramm trique et pour le calcul des erreurs sur le r sultat final Plusieurs outils permettent de visualiser les erreurs et les appr cier num riquement Rollei 2002 Gayde et al 1997 Apr s l ajus tement des faisceaux un fichier r sume les donn es concernant la qualit de l orientation des images et de la restitution des points Ces valeurs fournissent une indication quant la fid lit du mod le photogramm trique Le tableau 4 2 r sume les r sultats obtenus pour le mod le photogramm trique des tests 1 9 Ces donn es sont issues du logiciel CDW la fin de l ajustement des faisceaux L cart type moyen a t calcul en faisant la moyenne de tous les carts type r sultant du rel vement des points 3D il fournit une indication sur la fid lit de la cr ation du mod le photogramm trique L
215. chelle 1 1000 a galement t fournie R sultats Le fichier final est en format DWG et contient le mod le 3D des l ments essentiels des lieux Le fichier est compos de divers calques avec les informations restitu es et les l ments de mise en page Pour l impression seulement des informations en 2D ont t reproduites Concernant la fid lit de la cr ation du mod le photogramm trique Elcovision a fourni une valeur d cart type moyen de 0 019 m 5 2 4 Discussion Du point de vue photogramm trique le but du travail lors d un accident de la circulation se resume en deux aspects e la documentation et le pr l vement de tous les l ments utiles l enqu te e la pr sentation de l tat final apr s l accident sous la forme d un plan l chelle Ces renseignements montrent l tat des lieux lors de l intervention et sont indispensables pour reconstruire les v nements Lors de la reconstruction les sp cialistes utilisent principalement les informations concernant l tendue la position et la forme des traces de glissement et d impacts pr sents sur la route sur les objets entourant la route et sur les v hicules Les pr l vements et l analyse des traces pr sentes sur les lieux et l analyse des d formations des v hicules et des objets ont pour but de d terminer l origine des traces et d expliquer la dynamique de l accident L enregistrement des donn es morphologiques des traces
216. couleurs se rapprochant de la r alit les textures pour les traces r v l es et les r sultats de l valuation de la mesure de l individu figure 6 19 e un mod le 3D mettant en vidence les diff rentes traces e un mod le 3D pour l valuation de la taille de l individu film par les cam ras de surveillance figure 6 20 Fic 6 19 Photomod le de la mod lisation 3D des lieux depuis le haut Le tableau 6 9 reprend les valeurs obtenues pour les grandeurs des humanoides virtuels La taille de l individu en position droite avec les m mes v tements est de 1 77 em Une premi re consid ration concerne les mesures r alis es sur les images 1 2 et 3 dont les valeurs sont sup rieures la taille de l individu en position droite S agissant des deux premi res images la raison 15La mesure a t r alis e l aide d un double m tre peu apr s la simulation 138 Chapitre 6 L analyse et l exploitation des donn es Fic 6 20 Photomod le pr sentant les six humanoides virtuels utilis s pour mesurer la taille de l auteur pr sum Roart type TAB 6 9 R sultats des diff rentes mesures r alis es 4 partir des images Les donn es sont exprim es en m tres en est peut tre le fait que l individu est entrain de marcher sur un rebord que le sol n est pas parfaitement plat par rapport aux rep res choisis pour fixer l humano de et ou que sur ces images l individu se trouve plus loin de
217. ctifs de l analyse La mod lisation 3D peut servir comme moyen de pr sentation ou d analyse Dans le premier cas voir 6 5 2 les r sultats ont t pr sent s sous la forme de plans et photomod les et l investigation avait t r alis e dans l espace Dans le deuxi me cas paragraphe 6 5 3 e la position des diff rentes traces a t tudi e en 3D et pr sent e sous la forme d un plan e la taille de l individu a t estim e avec 3Ds Max et pr sent e dans un tableau Le choix de la m thode de pr sentation des r sultats de l analyse d pend du type de donn es Dans le cas de la taille d un individu l information est unidimensionnelle il s agit d une seule valeur et peut donc simplement tre report e dans un tableau En revanche la position la posture et le comportement doivent tre reproduits d une autre mani re respectivement en 2D en 3D et en 4D 7 Lors de la pr sentation des trajectoires des coups de feu il faut consid rer le but de l analyse Dans le premier cas il s agit de comprendre les d placements du forcen dans le parlement S agissant de mouvements sur un seul plan la repr sentation en 2D est suffisante 6 6 Synth se Les techniques de photogramm trie combin es avec la mod lisation 3D sont des outils tr s int ressants pour l analyse m trique des images Les diff rents cas qui ont t expos s dans ce chapitre d montrent l tendue des possibilit s offertes Leur emploi touch
218. ction O et qui est perpendiculaire au plan image Le plan focal est le plan se trouvant sur le centre de projection O et qui est parall le au plan image C est le point central de l image Dans cette repr sentation se d finissent trois syst mes de coordonn es le syst me de coordonn es du monde r el le syst me de coordonn es de l appareil photographique et le syst me de coordonn es de l image Pour passer d un syst me de coordonn es l autre il suffit d appliquer les transformations d crites dans le paragraphe pr c dent Le passage du syst me de coordonn es du monde r el au syst me de coordonn es de l appareil est d fini par la relation suivante X Y R Q 0 2 2 Z o O Xo Yo Zo correspond au centre optique de l appareil photographique selon le syst me de coordonn es du monde r el Pour d terminer les coordonn es du point q sur l image il faut consid rer que ce dernier se trouve sur le plan image la distance focale f De plus des d calages par rapport au point central C uo vo de l image peuvent avoir lieu Finalement le passage du syst me de coordonn es du monde r el au syst me de coordonn es de l image est donn par u up Ti1 T12 713 X Xo U v A A ra r2 T23 Y Y 2 3 f r31 132 133 Z Zo Cette relation peut tre transform e en trois quations scalaires u Up A rii X Xo r12 Y Yo t r13 Z m Zo V Vo A rei X Xo roo Y Yo gt ro3 Z
219. ction des lieux sous la forme de mod les 3D peut tre plus automatique 179 9 3 Qualit et validit du travail et du r sultat position la distance la taille et l orientation des objets est de nouveau r duit en 2D avec toutes les probl matiques d impartialit du choix du point de vue ou des difficult s d interpr tation de l image En revanche le fait d avoir un mod le 3D permet de choisir plusieurs points de vue pour avoir dif f rentes repr sentations du m me lieu et ainsi limiter les risques de mauvaises appr ciations de la sc ne L int r t de la mod lisation 3D est li l utilisation qu en fait le sp cialiste ou l enqu teur Le travail ou la pr sentation partir de mod les 3D n est pas toujours n cessaire D un certain point de vue la mod lisation 3D est appr ci e car les r sultats obtenus sont spectaculaires Cela a galement t remarqu pendant cette recherche c t des exemples pr sent s plusieurs autres travaux de mod lisation 3D pour diff rents domaines des sciences forensiques ont t effectu s Leur utilisation avait pour but la pr sentation visuelle et attractive de certaines situations ou r sultats d investigations ou comme outils pour l enseignement Cette fonction cosm tique de la mod lisation 3D est reprise surtout par la litt rature anglophone dans le domaine juridique la mod lisation 3D est choisie cause de ses qualit s esth tiques qui captiv
220. dans un mod le photogramm trique image en haut gauche image a et un plan de r f rence se trouvant au sol est d fini image en haut droite b En fixant un point au sol au pied de l individu suspect il est possible de d finir un plan vertical perpendiculaire au sol image en bas gauche image c L tape finale consiste fixer le sommet de Vindividu suspect le logiciel calcule ensuite la distance entre les deux points image en bas droite image d En rouge le plan de r f rence d fini au sol en bleu le plan perpendiculaire au plan du sol sur lequel la mesure est r alis e Les points verts montrent les extr mit s de la mesure de la taille de la personne sur l image la ligne verte correspond la mesure de mod lisation 3Ds Max Dans les deux cas lors de l valuation de la fid lit et de la justesse du r sultat plusieurs l ments ont t pris en compte la qualit du mod le photogramm trique la qualit du rel vement des images et la visibilit de l auteur du braquage sur les images Les valeurs d carts type et de RMS fournies par le logiciel CDW sont r sum es dans le tableau 6 4 Ce tableau reprend les donn es du mod le photogramm trique ext rieur Pour la mesure de l individu par photogramm trie le plan repr sentant le sol a t d fini avec un cart type de 0 011 m Valeur RMS X Valeur RMS Y Valeur RMS Z 0 007 0 015 0 008 0 006 TAB 6 4 R sum des valeurs d
221. dant une projection orthogonale sont l l vation ou la coupe transversale 4Vue orthogonale 5Cette r flexion d pend de l utilisation dont le r sultat final va faire l objet Dans le contexte de l investigation habituelle d un accident de la circulation une valeur d cart type inf rieure 5 cm convient g n ralement 70 Chapitre 5 La documentation et l illustration d tats des lieux XXX ep eueud np jueueAoJd auia ep suqap Se najq u3 XXX ep eJeud np yueUaAOId 319A ep suqap Se j9 0IA UT eBeulau ep see sej ebnoJ u3 Kubuoq e S002 80 zz 9I neil ne e inb XXX Jed jinpuoo O 9A 9 19 XXX Jed eyinpuoo XXX ap 9JnioA ej eJjua uone noJio e ep juepiooe ap xnei sep 9 jeuoo e uonejuesaJdes uonduoseq AuBuoqg euuesne SLOL euuesne7 ap AJISISAIUN KuBuog euuesne SLOL TINA udg upped AUSWEUTAY ap nari euiuoojeg enbynueros 891104 ep 1ninsul 9jeonue ejeuofouuo OJ9A 8JD IOA jueproov 9nA jueueu9 3 ESTEE a OOc O 8A 81N IOA juaplooe p uonjejnwis 9 9Uu5 4 oneyv w oz 00z 90 8z euuesne Bup so6ozzov sur feuille A4 En rouge les traces de freinage en violet la position des d bris de verre en bleu la position des d bris de peinture imprim Illustration du plan des lieux de l accident de la circulation tel qu il a t Fic 5 2 71 5 2 Les accidents de la circulation 5 2 3 Accident de la circulation voi
222. de diff rence et il constitue la reproduction d un objet quelconque la plus proche de la r alit Plusieurs m thodes de cr ation d objets solides existent La d marche la plus simple comprendre est la m thode par voxel Le voxel est une unit volum trique de l espace 3D num rique g n ralement un cube de taille fixe Cette grandeur peut tre assembl e en plusieurs unit s par des op rations ensemblistes pour cr er des objets de formes diff rentes Elle est tr s exigeante au niveau informatique surtout pour des objets complexes car chaque voxel d finissant l entit doit tre pris en compte lors de la repr sentation Une variante de cette approche est la m thode octree Il s agit d une mani re structur e de d finir un espace volum trique La r gion d int r t est subdivis e en plusieurs autres parties de mani re r cursive l int rieur de chaque partie un test est effectu afin de v rifier si la partie est pleine partiellement pleine ou vide Dans le cas o la partie serait partiellement pleine le volume est de nouveau divis en plusieurs parties et le test est effectu pour chaque partie Finalement plusieurs autres m thodes peuvent tre utilis es e la Constructive Solid Geometry CSG utilise des formes de base combin es par des op rations bool ennes et des transformations g om triques afin de d crire un objet e dans la boundary representation B REP ou repr sentation par
223. de et al 1997 J C GAYDE C HUMBERTCLAUDE et C LASSEUR Prospects of Close Range Digi tal Photogrammetry in Large Physics Installations In Fifth International Workshop on Accelerator Alignment Chicago 1997 Gergely 2003 V GERGELY Camera Matching in Computer Graphics Rap tech Budapest University of Technology and Economics 2003 Giroud et al 2007 C Grroup M DUMONTET A VASSAULT F BRACONNIER et G FEDARD Recom mandations relatives l expression de l incertitude de mesure des r sultats quantitatifs en biologie m dicale Annales de Biologie Clinique 65 2 185 200 2007 Girvan 2001 R GiRVAN An Overview of the Use of Computer Generated Displays in the Courtroom Web Journal of Current Legal Issues 1 2001 Godding 2002 R GODDING Geometric Calibration and Orientation of Digital Imaging Systems Inter net http www falcon de falcon pdf eng aicon geometric calibration pdf 2002 Acc d le 11 9 2008 Goldstein 2007 M GOLDSTEIN If a Picture is Worth a Thousand Words Than an Animation is Worth a Settlement EzineArticles Legal 19 9 2007 2007 198 Bibliographie Goodin 1993 D A GoopIn Reverse Projection Photogrammetry From a Model and Video Reverse Projection Photogrammetry Rap tech Fors 295 1993 Goss et al 2006 M I Goss I B ALBERINK et A C RUIFROK 2D 3D Image Facial Comparison Using Camera Matching Forensic Science International 163 10 17 2006 Gov
224. de la sc ne et des besoins du logiciel de photogramm trie Pour fixer le syst me de coordonn es la meilleure proc dure est de placer des rep res sur un plan horizontal ou vertical Une mesure est aussi indispensable pour r aliser l orientation externe Disposer de plusieurs mesures permet de v rifier le travail et d am liorer la qualit du r sultat Ainsi l approche propos e ici avec la fixation de trois rep res formant approximativement un angle droit et la mesure des distances s parant ces trois rep res fournit les donn es de base pour la restitution photogramm trique Si les lieux pr sentent des l ments distinctifs clairement visibles sur toute la sc ne aucun rep re suppl mentaire ne doit tre plac La situation inverse n cessite la fixation de certains points afin que le traitement photogramm trique au laboratoire soit possible Il est important d appr cier toute la sc ne et les diff rentes r gions afin de d terminer si suffisamment de points de calage naturels sont visibles Certaines sc nes par exemple les lieux d un accident de la circulation pr sentent des zones qui comportent des colorations homog nes ou avec peu de diff renciations visuelles comme la surface de la chauss e Dans ces cas il faut ajouter des marques ou rep res clairement visibles et suffisamment r parties D autres situations n cessitant la mise en place de points de rep re suppl mentaires peuvent se pr senter e lorsque les lieu
225. demann 1995 B semann 2005 Fraser 1998 Ogleby 2004 Se et Jasiobedzki 2005 Chaque technique a des avantages et des inconv nients par rapport aux autres il n est en principe pas possible d tablir si une technique est globalement meilleure qu une autre tout d pend du but vis et des conditions de travail Outre les principes la base des diff rents syst mes d acquisition les diff rences entre techniques sont li es au mat riel n cessaire au co t au temps n cessaire pour l acquisition la qualit des r sultats ou la complexit du travail D Apuzzo 2006 Fuchs et al 2004 Remondino et El Hakim 2006 Par rapport aux syst mes de photogramm trie num rique certains syst mes de mod lisation 3D permettent de recueillir des donn es plus d taill es plus justes plus fid les et en moins de temps Les contraintes sont li es aux co ts et certaines limites lors de la fixation de lieux troits et com plexes Pour l instant la photogramm trie reste la technique la plus flexible la meilleure march et la plus facile mettre en ceuvre pour la mod lisation 3D d environnements macroscopiques tr s vari s 1 Comme par exemple pour le syst me Instant scene modeler la derni re version de Photomodeler ou Elcovision 11 1 Evolution technologique Triangulation Projection de point s r seau de points projection de lignes effet de Moir Systemes actifs Temps de vol Time of flight TOF Lidar modula
226. des de calcul ont t par la suite revus et am lior s voir annexe C Ce paragraphe reprend une partie des principes th oriques et des r sultats obtenus Principes Lors d une photographie les rayons lumineux des points objets passent par le centre optique de la lentille et sont enregistr s par le capteur de l appareil photographique La profondeur disparait et la forme des objets est fauss e par la perspective Un des effets qui apparait sur l image est de faire converger vers un point des lignes qui dans la r alit sont parall les Ce point est appel point de fuite c est l image du point objet situ id alement l infini sur la droite en question Les points de fuite sont int ressants car deux droites parall les poss dent le m me point de fuite et subissent la m me d formation Une droite objet qui est parall le au plan image ne subit aucune d formation due la perspective Dans ce cas les distances mesur es sur les objets sont proportionnelles aux distances mesur es sur l image Par contre lorsque les droites objets ne sont pas parall les au plan image les distances le rapport entre les distances et l angle entre les droites du monde r el sont diff rentes des distances des rapports et des angles des droites images Le birapport ou rapport anharmonique permet toutefois de relier les distances CA DA CB et DB de 4 points objets align s A B C et D avec les distances ca da cb et db des points images a b c e
227. des mesures permettant la restitution photogramm trique Si besoin calibrer l appareil photographique utilis pour prendre l image en question L image analyser est introduite dans le mod le photogramm trique Remarques pour que la calibration soit possible il est n cessaire d avoir l appareil ayant pris l image en question Suffisamment de points de rep re pr sents sur l image en question doivent tre rep rables sur les lieux La photogramm trie combin e avec la mod lisation 3D M thodologie effectuer une restitution photogramm trique des lieux ainsi qu une mod lisation 3D Introduire l image dans le mod le 3D et recr er une vision virtuelle de l appareil de prise de vue Cela peut tre fait manuellement travail long et difficile ou automatiquement avec par exemple l outil cam ra matching Par la suite selon les besoins cr er un mod le 3D de l objet mesurer et le repositionner l endroit correct Remarques le travail peut tre long et difficile selon les conditions de prise de vue de la cam ra indiciaire De l autre c t l am lioration et la simplification des logiciels de mod lisation 3D facilitent ce genre de travail La cr ation d une orthoimage M thodologie plusieurs approches peuvent tre utilis es selon le logiciel utilis pour la cr a tion de l orthoimage Avec le logiciel MSR il est n cessaire d introduire plusieurs mesures dans des directions bien pr cises d finir des lignes
228. des objets pr sents placer l appareil dans la position de la prise de vue originale Il sera ensuite possible d effectuer une mesure du sujet projet Remarques processus long et complexe L appareil doit tre disposition Utilisation des objets proches au sujet mesurer M thodologie il faut qu un rep re parall le la mesure effectuer et la m me distance de la cam ra soit pr sent Le rep re va subir les m mes d formations dues la perspective Il suffira de retourner sur les lieux pour le mesurer et ensuite comparer cette grandeur avec la distance mesurer Remarques cette approche est rarement utilisable De plus elle ne tient pas compte des distor sions dues au syst me optique Utilisation d un rep re calibr M thodologie si l appareil de prise de vue est fixe comme les cam ras de surveillance il suffit de retourner sur les lieux pour r aliser des prises de vue avec un rep re de grandeur connue plac au m me endroit et dans la m me direction que le sujet mesurer La mesure est faite en superposant les deux prises de vue Remarques cette approche est tr s simple et efficace si le rep re peut tre positionn dans la position du sujet mesurer et si l appareil de prise de vue n a pas boug 6 6 4 Les r sultats Deux consid rations sur les r sultats obtenus avec les techniques de photogramm trie combin es avec la mod lisation 3D peuvent tre faites une concerne la
229. diciaire avi est de 36 0 secondes 900 images Depuis ce fichier il est possible de reconstruire temporellement une partie des mouvements de l auteur sur les lieux du crime 1 l auteur entre dans le studio 1 tue la premi re personne et fouille dans l ordinateur il est visible depuis la fen tre entre l image 7 et l image 35 2 l auteur se d place dans le studio 2 et passe dans l angle de vue de la cam ra entre l image 110 et l image 137 14Pour d terminer le temps il suffit de multiplier le num ro de l image par 1 25 136 Chapitre 6 L analyse et l exploitation des donn es Fic 6 17 Trois images pr sentant une image extraite de la vid o de la cam ra de surveillance gauche une image repr sentant la vue depuis la cam ra virtuelle du mod le 3D au centre et la combinaison des deux en transparence dans le mod le 3D droite 3 l auteur entre dans le studio 2 tue la deuxi me personne et fouille dans l ordinateur entre l image 138 et l image 703 4 l auteur sort du studio 2 et passe devant la cam ra de surveillance entre l image 733 et l image 865 Les images provenant de cam ras de surveillance peuvent tre utilis es pour e valuer la taille de la personne extraire des images du visage des fins de renseignement ou de comparaison valuer les v tements et les chaussures analyser la d marche extraire d autres donn es anthropom triques Pour que ces anal
230. e TT 5 3 Les autres accidents Fic 5 7 Trois images montrant la m me r gion de la sc ne depuis diff rents points de vue Ces images sont utilis s lors de la restitution de la position des d bris de bois Lors de la fixation des points homologues une difficult r side dans le fait que la distinction des parties de la structure n est pas ais e au vu de l aspect ressemblant des poutres Images fournies par le WD UTD de la police de la ville de Zurich Lors de l intervention le ciel tait nuageux Le bless avait d j t vacu Deux sp cialistes du WD de Zurich ont effectu 3 mesures et environ 70 photographies avec l appareil num rique Rollei D7 Metric sur une zone d environ 30 m x 30 m Les images ont ensuite t transmises l UTD de la police de la ville de Zurich pour l laboration du plan Lors des prises de vue une grue tait disposition et des photographies depuis le haut ont galement t prises Au vu de la complexit de la sc ne cause de l entassement des diff rentes parties de la structure effondr e et de la difficult de voir les composants de la structure figure 5 7 les d bris ont t enlev es couche par couche Apr s chaque d blayage une s rie d images a t prise En quatre heures les lieux avaient t fix s Mat riel et m thodologie au laboratoire Les logiciels utilis s pour la restitution photogramm trique ont t les suivants e CDW pour la
231. e c t des logiciels de mod lisation 3D des programmes sp cifiques pour la pr sentation des donn es peuvent tre utilis s comme des logiciels de traitement d images ou d dition de vid os Pour la cr ation d un mod le 3D interactif complexe il faut choisir des outils sp cifiques pour la finition du travail et choisir un format des donn es lisible par un logiciel d affichage r pandu Dans tous les cas la m thode de pr sentation que ce soit sous la forme de plan d images de vid o ou par un mod le 3D interactif influence la mani re dont la mod lisation est faite Une derni re consid ration sur le mat riel utilis pour l laboration et la pr sentation de mod li sations 3D concerne le caract re modifiable des donn es num riques Comme dans le cas des images num riques une attention particuli re doit tre port e la forme d enregistrement des donn es nu m riques et leur pr sentation d une part il faut garantir la lecture des donn es sur le long terme et de l autre il faut garantir la continuit de la preuve et viter que le r sultat final puisse tre modifi volontairement ou involontairement En ce sens l utilisation de technologies reconnues doit assurer que les donn es soient lisibles sur le long terme et que leur modification puisse tre contr l e ou ex clue Ainsi l utilisation de supports de donn es num riques enregistrables et non modifiables CD R DVD R etc un format de donn es
232. e lors du test 2 moins de points homologues et du test 3 distribution des points homologues inad quate la premi re tape d orientation des images a t plus difficile accomplir lors du test 5 moins d images et du test 6 distribution des images inad quate les m mes probl mes que lors du test 2 ont t relev s De plus lors de l ajustement des images plusieurs points n ont pas t restitu s la position et l orientation de l origine du syst me de coordonn es et la valeur des mesures de contr le utilis es dans la calibration influencent la qualit du r sultat surtout pour le test 7 L erreur syst matique est valu e en calculant la diff rence entre les mesures prises directement sur les lieux et les valeurs obtenues lors du test 1 apr s restitution photogramm trique et mod lisation 3D Lors de cette comparaison il a t admis que la mesure prise sur les lieux correspondait la valeur vraie de la mesure Le tableau 4 3 r sume les donn es des diff rents tests Restitution Microstation 3Ds Max Erreur moyenne Ecart type de l erreur Erreur maximale absolue Erreur maximale en 96 TAB 4 3 R sum des principaux r sultats des comparaisons entre les 66 mesures prises sur les lieux et les valeurs obtenues lors de la restitution photogramm trique de la finition avec Microstation et de la finition avec 3Ds Max Dans ce tableau l erreur correspond la diff rence entre la vale
233. e partir d images provenant d une cam ra de surveillance A c t de ces applications d investigation et d exploitation des traces il est galement possible d uti liser la mod lisation 3D pour effectuer des reconstructions plus ou moins d taill es des v nements Ces reconstructions peuvent tre labor es sur la base de donn es physiques de vid os de photo graphies d enregistrements audio d autres moyens d enregistrement de la position GPS t l phones mobiles etc de t moignages ou d autres sources d informations Ces donn es sont utilis es pour tablir des reconstructions comme dans le cas de mod lisations d incendies Del mont 2005 d ac cidents de la circulation Balazic et al 2006 Konosu 2002 Vera et al 1995 d accidents d a ro nef Hoffmann et al 2004 Popescu et Hoffmann 2005 Rosen et al 2007 ou simplement comme moyen de pr sentation d hypoth ses sur la base des indices retrouv s et des r sultats de l enqu te Noond et al 2002 Schofield et al 2002 Selon Howard et al 2000 outre l utilisation comme moyen de pr sentation ou d tude dans le contexte forensique un mod le 3D peut tre utilis e pour l valuation et l assistance aux t moignages comme outil de renseignement p dagogique et de briefing pour valuer des hypoth ses concernant le d roulement des faits pour l valuation de l clairage ou de la visibilit des objets pour la
234. e Chan et al 2005 Goss et al 2006 Iscan et Loth 2000 Lynnerup et al 2003 Ruifrok et al 2003 Yoshino et al 2000 Yoshino et al 2001 Yoshino et al 2002 Yoshino et al 2003 Yoshino et al 2005 ou l tude de la d marche Klas n et Li 1998 Larsen et al 2007 e l analyse des blessures Br schweiler et al 1997 Br schweiler et al 2001 Br schweiler et al 2002 Br schweiler et al 2003 Thali et al 2000 Thali et al 2003a Thali et al 2003c e l investigation des lieux de crime ou d accident Howard et al 2000 e l interpr tation des images li es un crime Bijhold et al 2004 Ce chapitre pr sente des situations dans lesquelles la photogramm trie combin e avec la mod lisation 3D a t utilis e pour analyser et exploiter des l ments enregistr s lors du relev des tats des lieux Ces applications concernent e l analyse balistique ext rieure et terminale 6 2 L exploitation des traces Vexploitation des traces relev es sur une sc ne de crime Vanalyse des taches de sang la d termination de la taille d un individu sur une image la d termination de la vitesse d un v hicule Il a t choisi de structurer le chapitre en suivant une logique du particulier au g n ral Par la suite le chapitre 7 donnera un aper u de la valeur de la photogramm trie et de la mod lisation 3D comme outils pour l valuation d hypoth ses et la reconstruction d v nements
235. e En revanche les informations visuelles sont g n ralement peu contrast es une route a une coloration uniforme avec peu d l ments distinctifs sur sa surface limitant ainsi le choix des points de calage naturels c est dire non li s des balises introduites sur la sc ne par l op rateur L op rateur doit valuer la sc ne et contr ler que les informations visuelles pr sentes sur les images permettent une restitution photogramm trique des c nes des points de marquage et d autres outils de marquage sont souvent n cessaires C est ce moment l qu un ordinateur portable montre son utilit car l affichage sur l cran LCD d un appareil num rique est souvent de qualit insuffisante pour appr cier en d tail la visibilit des sujets Un film argentique a g n ralement une d finition et une r solution tonale plus lev es par rapport un appareil num rique Cependant il faut consid rer que lors du travail en photogramm trie num rique une image argentique sera de toute mani re num ris e en perdant ainsi les qualit s qui lui sont propres Il faut noter qu avec les appareils num riques professionnels il est possible de travailler avec les formats d images RAW Ainsi les images ont un codage de couleur de plus de 8 bits par couche ouvrant ainsi la plage tonale D autres avantages rendent l utilisation d un appareil photographique num rique plus attrayante le r sultat est instantan le traitem
236. e comme la largeur d une table ou la hauteur d une porte ne pose g n ralement pas de probl me de validit il suffit de d finir deux points les extr mes et de mesurer leur distance La mesure de grandeurs de sujets plus complexes comme la taille d une personne peut poser plus de difficult la distance m trique entre deux extr mes peut tre un estimateur inadapt de la mesure recherch e 4 2 2 La m trologie La m trologie est la science de la mesure Elle comprend tous les principes th oriques et pratiques se rapportant aux op rations ayant pour but de d terminer la valeur d une grandeur Dans cette recherche la grandeur recherch e est pour la plupart du temps une donn e de longueur l unit de base selon le syst me international SI est le m tre Les consid rations qui suivent ont pour but de fournir une aide la r flexion pour l interpr tation des r sultats du travail photogramm trique La constatation de d part est que toutes les mesures exp rimentales sont affect es par des erreurs provenant des qualit s du mesurande le moyen de mesure la m thode de mesure milieu de travail et l op rateur Il est impossible d obtenir des mesures rigoureusement justes Le Guide pour l ex pression de l incertitude de mesure Organisation Internationale de Standardisation 1995 propose des r gles g n rales sur l valuation et l expression de l incertitude de mesures lors d talonnages de standardisations ou de
237. e 1 200 figure 5 2 Les valeurs d cart type et de RMS fournies par le logiciel CDW sont r sum es dans le tableau 5 1 En examinant ces donn es il est possible de remarquer que m me si l cart type moyen reste relativement bas et adapt pour ce type de travail les donn es RMS sont plut t lev es surtout pour la donn e X Une observation plus attentive des donn es d cart type de chaque point montre que cela est attribuer essentiellement la d finition peu fid le de deux points En supprimant ces donn es les valeurs RMS de X et de Y diminuent d environ la moiti Valeur RMS X Valeur RMS Y Valeur RMS Z QUE TAB 5 1 R sum des valeurs de l cart type moyen et de la racine carr e de la moyenne quadratique des carts type de la restitution des points dans les directions X Y Z Les valeurs sont exprim es en m tres Dans le cas pr sent ici l information sur la profondeur contenue dans le mod le 3D obtenu apr s la restitution n est pas indispensable pour une illustration de l tat des lieux d un accident tel que celui ci la pr sentation sous la forme d une projection orthogonale verticale de la zone de l accident est suffisante Dans le cas o des renseignements sur des donn es 3D devaient tre n cessaires une repr sentation en ce sens pourrait tre labor e 3Th oriquement le plan est un synonyme de projection orthogonale d un objet 3D D autres termes correspon
238. e beaucoup de domaines accidents de la circulation analyse balistique accidents d a ronef analyse des traces des blessures analyse des tats des lieux analyse des projections de sang analyse forensique des images et d autres encore L utilisation de ces outils est surtout int ressante lorsque des questions pr cises sur l analyse de don n es 3D comme dans le cas de l tude des trajectoires ou de l extraction d informations m triques d images est demand e Ce dernier genre de questions est de plus en plus fr quent notamment cause de l expansion des moyens d enregistrement photographique De plus les moyens mis en place par les gouvernements et les diff rentes institutions priv es et publiques pour contrer les dangers du terrorisme ou pour le contr le dans des manifestations ont augment le nombre d enregistrements visuels qui peuvent n cessiter une analyse d images 6 6 1 Mat riel Le mat riel utilis lors de l analyse et l exploitation des donn es issues d un crime ou d un accident peuvent tre divis s en plusieurs cat gories selon le domaine d application balistique analyse des projections de sang accidents de la circulation analyse des blessures Les syst mes employ s pour le travail photogramm trique et pour la mod lisation 3D sont tr s vari s et n cessitent des connais sances plus ou moins approfondies afin de pouvoir les utiliser au mieux des logiciels de traitement d images de phot
239. e but tait de disposer de points de r f rences qui puissent tre utilis s pour lier les diff rentes s ries d images entre elles les images des prises de vue g n rales les images de la projection de sang et les images de la r v lation au Luminol Apr s cela plusieurs mesures ont galement t effectu es e 3 mesures entre les c nes noir blanc e environ 30 mesures sur les objets e environ 40 mesures entre les marqueurs sur la parois o se trouvaient les projections de sang Les traces de sang projet es peuvent tre analys es pour d terminer la trajectoire et le point d origine de la projection ainsi que le nombre de coups port s la victime Au vu de la taille tr s petite des traces de sang projet es pour effectuer une prise de vue permettant l analyse des traces il est important de disposer d une d finition d image adapt e G n ralement la taille des plus petites taches de sang int ressantes pour le sp cialiste est de l ordre de 2 mm Pour obtenir une bonne reproduction de la forme d une tache de sang d environ 2 mm x 2 mm il faut que la tache soit reproduite sur l image avec une d finition d au moins 10 x 10 pixels Cela signifie qu avec le FinePix S3 Pro qui a une d finition d images de 4256 pixels x 2848 pixels la taille de la surface d int r t qui peut tre reproduite correspond environ 85 em x 57 cm Quelques tests ont 15Pour d terminer cette valeur il a t consid r
240. e consiste pr senter les r sultats Un mod le 3D peut tre pr sent sous la forme de plans de phototomod les de vid o ou sous une forme interactive A la fin des trois chapitres pr c dents figurent des r sum s des processus de travail lors de la fixation et l illustration des lieux paragraphe 5 6 2 l analyse des donn es paragraphe 6 6 2 et la mod lisation d hypoth ses et d v nements paragraphe 7 5 2 Ces descriptions peuvent tre r unies dans un m me sch ma r capitulant les diff rentes tapes du travail figure 8 1 Selon le but du travail les tapes ont une importance diff rente Lors de l illustration l accent est mis sur l acquisition des donn es les images les mesures et les autres informations m triques utilis es pour effectuer le traitement photogramm trique pour cr er un plan ou un mod le 3D doivent tre collect es selon les r gles de l art afin de permettre une restitution efficace Lors de l analyse et l exploitation des donn es la photogramm trie combin e avec la mod lisation 3D est utilis e comme moyen d investigation afin de pouvoir r pondre des questions sp cifiques quelle est la taille de la personne sur l image Quelle est la vitesse du v hicule Quelle a t la direction du coup de feu Quelle est l origine des projections de sang Dans ces cas des outils compl mentaires de traitement d analyse et d interpr tation des donn es doivent tre employ s Cette investigat
241. e des mesures et des positions des sujets sur les images Certains logiciels de mod lisation 3D peuvent tre utilis s pour r aliser des analyses m triques sur les images Le r sultat est moins juste et fid le que ce qui est obtenu l aide des programmes sp cifiques de photogramm trie mais il permet d obtenir des donn es compl mentaires aux autres approches En principe les logiciels de photogramm trie num rique sont con us pour la cr ation d un mod le photogramm trique pour la restitution de points lignes et certaines formes de base Au vu de l importance grandissante de la mod lisation 3D dans les domaines architectural civil arch ologique et industriel les derni res volutions des logiciels de photogramm trie terrestre se font au niveau de la reproduction des donn es obtenues apr s le traitement photogramm trique La visualisation de la position des prises de vue int gr es dans un mod le photogramm trique n est plus uniquement repr sent e par des coordonn es ou des plans mais aussi dans un mod le 3D qui reproduit la position et l orientation de la prise de vue Aujourd hui de plus en plus de logiciels de photogramm trie permettent de combiner un mod le 3D lors de la cr ation du mod le photogram m trique cela facilite l orientation externe de toutes les images am liore la qualit du r sultat et permet de cr er des orthoimages directement textur es sur les surfaces du mod le 3D en question L utilisati
242. e en valuant les probabilit s d ob server ses r sultats tant donn des hypoth ses de d part fix es par le juge les avocats ou les enqu teurs Cette r flexion ne tient pas compte du processus de raisonnement de l investigateur en fonction des indices relev s le sp cialiste se fait une id e des v nements ou de la situation qui se sont produits sur les lieux et peut proposer des hypoth ses alternatives ou cibler des examens en fonction des donn es recueillies En ce sens la mod lisation 3D peut tre un outil tr s int ressant pour l appr ciation de la validit d une hypoth se L valuation d une hypoth se et la re d finition de la mission peut intervenir tout moment du processus G n ralement un premier objectif du travail est d fini avant le d but de l investi gation Par la suite cet objectif est red fini en fonction des l ments recueillis des analyses effec tu es et de toute nouvelle donn e qui entre en jeu Certaines questions tr s particuli res peuvent surgir Dans le cas pr sent ici il fallait tester l angle d observation des pilotes En principe ils au raient pu regarder dans n importe quelle direction et tre dans n importe quelle position au moment des faits Les seules donn es concr tes fournissant des indices concernaient la position des si ges et la taille des pilotes partir de ces informations les hypoth ses sur le comportement des pi lotes ont t pos es en se basant sur
243. e estimation de la taille d un individu impliqu dans un braquage avec comparaison entre 122 Chapitre 6 L analyse et l exploitation des donn es Vapproche photogramm trique avec CDW et l approche par la mod lisation 3D e une valuation de la vitesse d un v hicule ainsi que le positionnement et l orientation des prises de vue 6 4 2 Braquage d une station service valuation de la taille d un individu Faits Un individu entre dans une station service et vole plusieurs centaines de francs Plusieurs cam ras de surveillance enregistrent le braquage Apr s quelques jours l au teur est arr t Mission Estimer la taille de l auteur du braquage partir des images de la cam ra de surveillance Project Data Sketch Images Measure Calculation Evaluation Extras Windows Help Fic 6 10 Capture d cran pendant la restitution photogramm trique d une partie des lieux avec le logiciel CDW En bas droite les 4 images indiciaires provenant de la cam ra de surveillance o il est possible de voir l auteur du braquage En haut un agrandissement d une image montrant les mesures faites correspondant aux lignes rouges bleues et vertes Mat riel et m thodologie Ce travail a t effectu en collaboration avec la police scientifique du canton du Tessin Quelques semaines apr s le braquage une fixation de la station service a t faite Le mat riel utilis a t le suivant e apparei
244. e et la qualit des photographies et des mesures faire s en distinguent il faut couvrir les lieux dans leur int gralit avoir au moins deux photographies pour chaque sujet reproduire et fixer des rep res m triques permettant la fixation des points homologues Il est vident que lors d un enregistrement photogramm trique plus de prises de vue par rapport l approche traditionnelle doivent tre faites cela n cessitera selon les cas un support et une gestion particuliers D autre part si la proc dure de travail est appliqu e selon les r gles de l art l enregistre ment photogramm trique permettra de recueillir un maximum d informations visuelles et m triques des l ments pr sents sur les lieux Toutes ces donn es sont ensuite trait es lors de la restitution photogramm trique et la finition du mod le 3D pour obtenir un plan ou un mod le 3D utile pour 181 9 4 Valorisation des techniques en sciences forensiques pr senter les lieux et tre un outil d analyse par la suite aider la justice d terminer les personnes impliqu es Une des premi res questions de l investigateur concerne la source des traces ou des objets retrouv s sur les lieux Lorsque tous les l ments sont recueillis la suite du travail consiste d terminer l origine des traces par l examen des caract ristiques permettant la liaison entre la trace et une personne ou un objet Lors de cet examen la photogramm trie comb
245. e l animation li e surtout la facilit avec laquelle les concepts et les r sultats peuvent tre communiqu s La fa on de pr senter les r sul tats d une animation ou d une reconstruction 3D peut varier selon le cas mais elle est g n ralement d finie par le but de l enqu te Dans un contexte judiciaire la pr sentation des r sultats est sou vent produite sous la forme d un document qui r sume les investigations et les indices retrouv s lors de l enqu te La pr sentation avec des projections de vid os de diaporamas ou la transmission directe de fichiers num riques est rare Finalement une fagon tr s particuli re de pr senter les r sultats est l utilisation de la r alit virtuelle voir paragraphe 3 3 3 mais cela n est pour l instant tudi que th oriquement Bailenson et al 2006 Bailenson et al 2008 Feigenson et Dunn 2003 Feigenson 2006 Hui et al 2007 Dans ce chapitre quatre exemples qui ont t trait s pendant la recherche ou observ s dans le cadre de stages et visites dans divers services de police sont pr sent s La structure de ce chapitre correspond l utilisation dont la mod lisation 3D a fait l objet e la mod lisation pour l valuation des hypoth ses section 7 2 e la mod lisation pour la reconstruction d v nements section 7 3 e la mod lisation pour une pr sentation sous la forme d un fichier num rique interactif section 7 4 7 2 Mod lisation 3D valuation d
246. e la m thode choisie Si possible effectuer des tests de confirmation en introduisant sur les lieux des objets de taille connue permettant d valuer la qualit du r sultat 3 r aliser la mesure sur l image analyser et sur les images de contr le selon la m thodologie choisie Evaluer la qualit du r sultat 4 pr senter le r sultat en fournissant les valeurs d incertitude de la mesure Le r sultat L analyse forensique d une image est une question relativement courante en sciences forensiques et elle le sera toujours plus surtout avec l expansion des outils d enregistrement num rique Les applications pr sent es ici traitent de l analyse des images sans l utilisation de la mod lisation 3D Lors de l valuation de mesures partir d images la mod lisation 3D n est pas indispensable m me si elle peut tre exploit e de fa on compl mentaire voir section 6 4 Les r sultats obtenus sont g n ralement pr sent s dans un tableau ou dans un plan Du point de vue de l analyse m trique il est important de fournir des r sultats qui tiennent compte de l incertitude Cela est indispensable lors de l interpr tation des r sultats En sciences forensiques les donn es obtenues sont toujours associ es des questions pr cises du juge ou de l enqu teur Le r sultat de la mesure peut tre utilis dans 121 6 4 La combinaison des mod les 3D et des images e un but de renseignement quelle est
247. e logiciel Tritop de GOM a t utilis Sur les lieux le mat riel utilis a t le suivant e appareil photographique num rique Fujifilm FinePix S2 Pro avec objectif Sigma EX As pherical IF 15 30 mm e rep res de marquage cod s points adh sifs de marquage noir blanc de 1 cm de diam tre 2 barres de calibration de 1 m e bande de mesure de 10 m e chelle Le travail a t effectu par 2 personnes dans un entrep t de voitures accident es de Zurich Les voitures ont t enregistr es l une apr s l autre Lors de l enregistrement tout autour de la voiture plusieurs points de marquages cod s et des points adh sifs noir blanc ont t dispos s Les deux barres de calibration de 1 m ont t pos es par terre pr s de la voiture Une bande de mesure de 10 m a t install e sur la partie sup rieure de la Audi A4 afin de placer des points des distances constantes d environ 10 cm Une fois les points plac s plusieurs images ont t prises tout autour de la voiture Une chelle a t employ e pour effectuer galement quelques prises de vue depuis le haut La proc dure pour l Audi 80 a t semblable sauf que la bande de mesure n a pas t plac e Le temps total consacr cette fixation a t de 2 heures avec au total 75 images pour l Audi A4 Avant et 99 images pour l Audi 80 Mat riel et m thodologie au laboratoire Les images ont t introduites dans le logiciel Tritop en ve
248. e obtenu apr s l orientation relative au nouveau mod le photogramm trique il faut d terminer R T et dans l quation Al R A T 2 11 Cette quation contient sept param tres inconnus aussi appel s l ments de l orientation absolue les trois coordonn es de translation les trois angles de rotation et le facteur d chelle La d termina tion num rique des sept l ments requiert un minimum de sept quations Pour r soudre ce syst me d quations il faut disposer de points exprimables dans le syst me de coordonn es du monde r el A et dans le syst me de coordonn es de l appareil 1 A De tels points sont appel s points d appui ou points de calage Orientation externe en une tape L orientation externe en une tape est effectu e par l ajustement des faisceaux issus des images Elle n est possible que par des m thodes analytiques ou num riques et s appuie sur les relations de colin arit Il s agit de la m thode de choix lors de l utilisation d appareils photographiques non m triques Lorsque l orientation interne des appareils photographiques utilis s pour le relev photo gramm trique est connue les param tres de l orientation externe sont calcul s en une seule tape par la r solution des quations de colin arit quations 2 5 par it rations selon le crit re des moindres carr s Les inconnues sont les 6 param tres de l orientation externe et les 3 coordonn s du point dans l espace
249. e pour la restitution photogramm trique ont t effectu es dans les m mes conditions d finition maximale focale fixe 15 mm sensibilit ISO 200 temps de pose 1 60 s diaphragme f 19 et mise au point 2 m tres La sc ne pr sentait assez de d tails pour qu aucun rep re suppl mentaire ne soit n cessaire Les mesures de calibration et la position du syst me de coordonn es ont t plac es dans le deuxi me studio Entre les deux 85 5 4 Les tats des lieux internes studios plusieurs images ont t effectu es afin de pouvoir lier les deux sc nes Plusieurs autres mesures ont t prises entre les diff rents objets et meubles dans les deux studios A chaque endroit o un pr l vement a eu lieu un rep re a t plac cela permet de retrouver chaque l ment sur les photographies et les int grer lors de la restitution photogramm trique La position des traces de semelles a t fix e avec de l adh sif blanc de fa on ce qu elles soient facilement rep r es sur les images lors de la restitution La particularit des photographies d int rieur est le fait que le mobilier cr e des obstacles et cache certaines zones Cela implique que pour une m me sc ne plusieurs prises de vue soient faites afin de bien couvrir les lieux en entier Lors des prises de vue il faut veiller a ce que chaque objet 4 reproduire soit visible sur au moins 2 images Au total environ 160 prises de vue g n rales et pho
250. e surface touch e par un rayon de nouveaux rayons peuvent tre engendr s provoqu s par la r flexion ou la r fraction Pour calculer l intensit totale 7 d un rayon il faut tenir compte de l intensit de la lumi re ambiante Ia de la lumi re diffuse 14 de la lumi re sp culaire J et de la lumi re transmise 1 de chaque rayon cr I I I4 1 T 3 1 Pour d terminer l intensit lumineuse et la couleur de chaque point d un mod le 3D il faudrait consid rer toutes les caract ristiques des objets et des composantes lumineuses de la sc ne Nu m riquement cela est difficile surtout pour des sc nes complexes Plusieurs mod les simplifiant ce probl me ont t propos s figure 3 3 e le mod le de l ombrage plat l intensit lumineuse d une surface est proportionnelle l angle entre la direction du faisceau de lumi re et l angle du vecteur normal la surface en question e le mod le d ombrage Gouraud l intensit lumineuse d un point est d termin e en interpolant les valeurs d intensit lumineuse des sommets du polygone contenant le point e le mod le d ombrage Phong le calcul de l intensit lumineuse d un point est r alis en combi nant la lumi re ambiante la lumi re diffuse et la lumi re sp culaire La couleur est d termin e de mani re semblable en consid rant les diff rents composantes de couleur des entit s 3D et des lumi res 3 3 2 Les animations Une animation 3D est une modif
251. eables par la d finition de points la d fini tion de mesures dans des directions d finies ou par la d finition de caract ristiques morphologiques des sujets sur les images comme des lignes parall les ou d autres formes connues Il est galement possible de passer par une restitution photogramm trique avec le logiciel CDW et ensuite d finir un plan sur la base de points de calages d finis lors de la cr ation du mod le photogramm trique paragraphe 5 4 2 L orthoimage est cr e en fixant la taille en m tres de chaque pixel Ainsi dans un simple logiciel de traitement d image il est possible de mesurer les distances entre les points sur l image Une approche simple pouvant tre employ e avec des logiciels de traitement d images traditionnels est le redressement manuel de l image Il s agit d utiliser des outils de transformation permettant de d former les images en tenant compte des d formations dues la perspective Ce traitement peut tre r alis pour redresser des sujets plans qui n ont pas t photographi s avec le plan image parall le au plan objet La proc dure accomplir est la suivante 1 lors de la photographie du sujet plan il faut placer un rep re de taille et de forme connue Si cela n a pas t fait il faudra lors du traitement utiliser des objets visibles occupant une grande partie de l image 2 lors du traitement de l image cr er un calque qui repr sente la forme et
252. ection Sciences Forensiques Presses polytechniques et universitaires romandes Lausanne 2002 Mathyer 1973 J MATHYER Photographie et police Revue Internationale de Police Criminelle 255 et 256 39 53 et 74 82 1973 Mathyer 1986 J MATHYER Photographie et police Revue Internationale de Criminologie et de Police Technique 2 223 251 1986 Mikhail e al 2001 E M MIKHAIL J S BETHEL et J C MCGLONE Introduction to Modern Photo grammetry John Wiley amp Sons Inc 2001 Mittal et al 2003 A MITTAL L ZHAo et L S Davis Human Body Pose Estimation Using Silhouette Shape Analysis In I C SOCIETY d IEEE Conference on Advanced Video and Signal Based Sur veillance p 263 270 Miami 2003 Moons 1998 T Moons A Guided Tour Through Multiview Relations In R Kocu et L V Goo ds 3D Structure From Multiple Images of Large Scale Environments European Workshop Proceedings SMILE 98 Freiburg Germany June 1998 vol 1506 1998 p 304 346 Springer Verlag Berlin 1998 Neis et al 2000 P Neis T Fink M DIGER et C RITTNER Use of the Software Poser4 in Reconstruc tion of Accident and Crime Scenes Forensic Science International 113 277 280 2000 Noon 1994 R K Noon Engineering Analysis of Vehicular Accidents CRC Press Boca Raton 1994 200 Bibliographie Noond et al 2002 J Noonp D SCHOFIELD et J MARCH Visualising the Scene Computer Graphics and Evidence
253. elle se place sur le bord de la route pour filmer la voiture lors d un virage Dans le virage le conducteur perd la maitrise de son v hicule et heurte mortellement son ami Mission partir de la vid o enregistr e par la victime d terminer la vitesse du v hicule et la position de la prise du vue Mat riel et m thodologie Le relev a t r alis avec le syst me RolleiMetric Le mat riel utilis a t le suivant 126 Chapitre 6 L analyse et l exploitation des donn es Fic 6 12 Six images extraites de la vid o de la victime sur lesquelles il est possible de voir l volution de la voiture avant l accident La premi re image en haut gauche correspond l image 1 de la s quence d int r t La derni re image correspond l instant du choc voiture pi ton e Sur les lieux appareil photographique num rique FujiFilm FinePix S3 Pro avec ob jectif Sigma EX As pherical IF 15 30 mm t l m tre laser Leica Disto pro a et roue de mesure BMI Super Rollfix de IRION amp VOSS LER c nes de marquage noir blanc rep res num rot s e au laboratoire Final Cut Pro HD pour l extraction des images de la vid o CDW pour le travail photogramm trique Microstation pour la finition et l laboration du plan Adobe Photoshop pour le traitement des images 3Ds Max pour l valuation de la position du v hicule sur les images Les rep res du syst me de coordonn
254. ement avec MSR pour la cr ation d orthoimages des projections des taches de sang et leur combinaison avec Adobe Photoshop visualiser la sc ne du crime en y incluant les informations visuelles des projections de sang figure 5 17 b Toutes les traces de sang relev es qu il s agisse de traces passives de transfert de projections ou latentes et rep r es gr ce la r action du Luminol ont t redessin es dans le mod le 3D final figure 5 17c R sultats Le but du travail tait de reproduire de mani re ad quate les diff rentes traces de sang retrouv es Ces derni res fournissent des informations quant au nombre aux positions aux interactions possibles entre les individus sur la sc ne du crime mais pour qu elles soient exploitables il faut les reproduire fid lement Dans le cas pr sent les traces de sang ont t pr sent es dans un mod le 3D Le fait de reproduire la sc ne en trois dimensions offre une vision globale permettant d appr cier la position des traces dans l espace et facilitant l analyse de la configuration des traces Finalement pour aboutir ce r sultat plusieurs traitements photogramm triques et de mod lisation 3D ont t effectu s e r alisation de deux mod les photogramm triques distincts un pour la sc ne et un pour les projections de sang e cr ation d orthoimages pour l illustration et l analyse des traces de sang r v l es au Luminol et des projections de sang
255. ement des param tres internes de l appareil photographique lors de la fixation ou du nombre insuffisant d images qui repr sentent cette zone Lorsque l erreur syst matique est trop grande il convient d y rem dier en corrigeant une ou plusieurs de ces variables La liste qui suit non exhaustive r sume les facteurs influen ant n gativement le travail photo gramm trique et de mod lisation 3D ainsi que leurs effets et les solutions envisageables lors de la restitution photogramm trique gt Mauvaise d finition des points homologues pour la restitution Effet Restitution impossible ou de mauvaise qualit Solution Red finition des points homologues incorrects gt Nombre et r partition des images insuffisants Effet Restitution impossible ou de mauvaise qualit Solution Augmenter le nombre et am liorer la r partition des images utilis es pour la restitution de ou des points en question gt Points ou objets restituer difficilement visibles Effet Restitution impossible ou de mauvaise qualit Solution Augmenter le nombre et am liorer la r partition des images et ou retourner sur les lieux pour compl ter la documentation des objets en question gt Objets restituer courbes ou ronds Effet Difficult dans la d finition des bords de l objet Solution D finir des points pr cis pour la restitution ajouter des points de rep re lors du relev photogramm trique et ou augmenter le nombre de prises de vue lors du relev
256. ements e pouvoir repr senter dans le r sultat final les diff rentes reconstructions de mani re distincte e pouvoir d terminer clairement les limites et les conditions pour lesquelles chaque partie de la mod lisation est valable e pouvoir r pondre de mani re plus pr cise des questions particuli res venant des tribunaux ou des enqu teurs R sultats Le r sultat obtenu apr s la mod lisation des v nements peut tre tr s variable m me si le principe de base est toujours le m me mod liser une succession d v nement en fonction d une chelle temporelle La mod lisation des v nements en 3D est une repr sentation en 4D les trois coordonn es x y et z de l espace plus la dimension du temps Les r sultats sont souvent pr sent s par un plan des photomod les comme dans le cas pr sent dans le paragraphe 7 3 3 ou des vid os comme dans le cas pr sent dans le paragraphe 7 3 2 Le r sultat en 4D est ramen en 2D lors de la pr sentation avec ventuellement une volution temporelle des faits par une s quence d images La mod lisation des v nements peut tre galement sch matis e sur un seul plan Dans le chapitre pr c dent deux exemples montrent l analyse de deux vid os de v hicules impliqu s dans des accidents pour l estimation de leur vitesse voir paragraphes 6 3 3 et 6 4 3 Les r sultats ont t pr sent s sur un seul plan sch matisant la position du scooter et du v hicule en fonc
257. en tudier leur morphologie ou analyser leur comporte ment lors de certains v nements En arch ologie la photogramm trie combin e avec la mod lisation 3D est utilis e principalement pour la documentation illustration afin de valoriser le patrimoine historique d un lieu d une construction ou d un objet Albertz et Wiedemann 1995 Fraser 1998 Fuchs et al 2004 El Hakim et al 2007 Luhmann et al 2006 L utilisation principale de la photogramm trie en sciences forensiques concerne le relev des lieux des accidents de la circulation Cela est vraisemblablement d des raisons historiques uti lisation de la st r ophotogramm trie depuis le d but du XX si cle Hughes et al 2003 et pra tiques documentation rapide des lieux gr ce la photographie aptitude obtenir des donn es m triques pr cises et flexibilit lors de l enregistrement d tats des lieux tendus Arnold et al 2004 3 Apr s l analyse la m me image est g n ralement utilis e pour illustrer ou expliquer les r sultats de cette derni re Activit par laquelle un objet r el est tudi afin de d terminer son fonctionnement Chapitre 1 Int r t et but de la recherche Analyse Mesures sur les images Identification des personnes Reconnaissances des formes Analyse des banques de donn es Documentation 3 Etats des lieux D monstration Enregistrement des pr l ve T ments Illustration Individualisation z R sultats d
258. en faisant plusieurs copies du c ne Au final il en r sulte un axe de tir largi en jaune sur la figure 6 2 R sultats Le r sultat a t pr sent sous la forme d un plan figure 6 2 m me si l analyse a t effectu e en consid rant les informations en 3D Du relev il r sulte que le tireur et la victime se trouvaient sur un axe presque horizontal Les seuls l ments consid rer sont les obstacles qui auraient pu se trouver entre les deux chose qui a t faite par observation du mod le 3D Pour l appr ciation de la qualit du r sultat il faut consid rer plusieurs l ments e trois types de donn es sont combin es dans une seul r sultat les informations recueillies par la police lors de la premi re intervention les donn es de l expertise r alis e l IPS et les informa tions recueillies sur les lieux lors du relev photogramm trique position du tireur pr sum e chacune de ces donn es a des qualit s de justesse et de fid lit diff rentes Les combiner implique que lors de l analyse l information doit tre appr ci e individuellement afin de fournir une interpr tation correcte des r sultats e des tests effectu s avec le fusil du tireur pr sum permettent de d finir la dispersion de la grenaille Cette donn e a t utilis e pour d finir un c ne de tir L cart type n a pas t int gr dans cette valuation tant donn e les approximations consid r es sur la position du
259. ent le stockage et la gestion sont simplifi s Dans la mesure du possible pour les photographies g n rales et les photographies pour la resti tution photogramm trique il faut garder les m mes conditions de prise de vue appareil photogra phique objectif focale et distance de mise au point De cette mani re les images g n rales pourront tre int gr es dans le travail photogramm trique Une m thodologie particuli re de photographies g n rales sans rep res et de compl ments de photographies avec rep res pour la restitution pho togramm trique est par exemple utilis e par la police de la ville de Zurich Lors des accidents de moindre gravit dans lesquels un policier intervient ce dernier effectue 4 5 photographies g n rales et de d tails des v hicules avec un appareil photographique calibr au pr alable Si lors de l en qu te il est n cessaire d tablir un plan le sp cialiste de l UTD intervient sur les lieux m me apr s plusieurs semaines et compl te le travail avec un relev photogramm trique complet Lors de la restitution photogramm trique les images effectu es par le policier seront int gr es dans le mod le photogramm trique r alis par le sp cialiste et utilis es pour repositionner les v hicules impliqu s dans l accident Une derni re consid ration concerne l tendue et la configuration de la sc ne enregistrer pho togramm triquement Le lieu d un accident de la circulation peut t
260. ent assez proches de l appareil e la profondeur de champ doit tre tendue pour garantir un bonne nettet sur la plupart de la sc ne e le nombre de photographies n cessaire est g n ralement important pour fixer photogramm triquement les lieux de mani re correcte il faut effectuer des prises de vue galement derri re et sous les obstacles armoires lits tables et ainsi de suite 14Une autre solution plus on reuse pour largir le champ de vision est d utiliser des appareils photographiques avec un capteur de taille plus grande 87 5 4 Les tats des lieux internes Plan 1 5 m tres gt F1G 5 12 Trois plans des lieux pr sentant l tats des lieux et les traces relev es Le Plan 1 pr sente l tats des lieux avec les traces retrouv es en rouge des traces de semelle inconnues en bleu les traces de semelle de la personne trouv e morte dans le deuxi me studio droite en jaune orange l endroit o des traces digitales ont t relev es et en vert la position de la cam ra de surveillance Le Plan 2 montre uniquement les traces de semelles inconnues et le Plan 3 les traces de semelles de la victime du deuxi me studio 88 Chapitre 5 La documentation et l illustration d tats des lieux Lorsque les lieux sont fix s photographiquement pour ensuite effectuer une restitution photo g
261. ent des v nements Ces appr ciations d pendront des principes r gissant l investigation des informations disponibles de la m thodologie de travail et d autres aspects circonstanciels li s au cas Ce travail de reconstruction peut contenir des biais les traces r siduelles d un crime ou d un accident sont interpr t es pour essayer de reconstruire les v nements mais il ne sera jamais possible de les reproduire de mani re totalement certaine Cette reconstruction se base sur l interpr tation des diff rents indices de la part de l observateur que ce soit le sp cialiste l enqu teur l avocat ou le juge Chaque observateur peut avoir une perception diff rente des choses et peut proposer une explication possible quant aux indices examin s La mod lisation 3D est dans ce contexte un outil puissant car elle permet de reproduire virtuellement toutes les alternatives propos es par les parties et ainsi d analyser l admissibilit et la compatibilit des hypoth ses en examen par rapport aux indices consid r s 9 2 2D versus 3D Sauf lors de l utilisation de logiciels de photogramm trie num rique automatiques ou de syst mes de mod lisation 3D active le travail de photogramm trie combin e avec la mod lisation 3D est long et complexe l heure actuelle les logiciels de photogramm trie et de mod lisation 3D sont des techniques avanc es qui n cessitent des connaissances et du mat riel particuliers L volution technologi
262. ent l observateur paragraphe 7 1 c t des discussions sur le pouvoir d influence il faut remarquer que la cr ation d un mod le 3D le plus fid le et d taill possible n cessite beaucoup de travail surtout si la base de cette re construction est la photogramm trie Comme d crit dans le paragraphe 5 6 2 le travail de fixation photogramm trique effectu sur les lieux est g n ralement court En revanche la restitution photo gramm trique peut tre longue et difficile selon la qualit des images des mesures et la complexit de la sc ne L utilisation des techniques de photogramm trie et de mod lisation 3D en routine n est pour l instant pas envisageable 9 3 Qualit et validit du travail et du r sultat Le processus de travail pour la cr ation d un mod le 3D travers la restitution photogramm trique est plus ou moins long et complexe selon la technique utilis e les donn es disposition ou la complexit du sujet reproduire Sauf lors de l utilisation de logiciels de photogramm trie num rique avanc s le travail de restitution est fait par l op rateur Dans le paragraphe 4 3 5 le sch ma de la figure 4 11 r sume les erreurs et incertitudes possibles que l op rateur peut introduire Il est important que cela soit pris en compte et valu pour chaque travail le r sultat final doit si pos sible tre corrig de l erreur syst matique et tre pr sent avec l appr ciation de l e
263. ent vertical qui peut tre g r e par l ordinateur varie entre 60 et 130 Hz Plus la fr quence est haute plus l affichage de l image sera meilleur Le LCD est pr sent sur de nombreux appareils num riques et permet une premi re visualisation des photographies Il est galement l cran principal des ordinateurs portables et se r pand aussi comme cran pour les ordinateurs pour bureaux Le principe de fonctionnement se base sur la po larisation de cristaux liquides La polarisation est engendr e par un champ lectrique g r par un syst me de cellules passives ou actives L espace couleur est plus petit qu un cran CRT mais le LCD a l avantage de fournir une information image en continu la r solution est g n ralement meilleure et le poids de l cran inf rieur Les syst mes d impression Les syst mes d impression sont de plusieurs types et peuvent tre class s de diff rentes fa ons Les distinctions principales se font au niveau du transfert entre l imprimante et le support avec ou sans impact et selon le mode d impression en continu ou tout ou rien Le premier type de diff renciation 35 3 5 Description de quelques outils se base sur le fait de savoir si l imprimante lors de l impression touche le support de l impression ou non Dans le groupe des syst mes d impression sans impact se retrouvent les imprimantes jet d encre transfert thermique la sublimation et la formation de l image sur papier photogr
264. entation des hypoth ses et des reconstructions d v nements possibles Un mod le 3D est une repr sentation virtuelle de la sc ne qui peut tre utilis e pour reproduire des v nements hypoth tiques sur la base des observations faites ou en suivant les requ tes des parties impliqu es dans l affaire e dans un mod le 3D il est possible d introduire tout type de donn e num rique Il existe un int r t r el pour les syst mes qui permettent la combinaison de plusieurs types de donn es voir paragraphe 7 4 3 car cela peut faciliter la gestion du cas rendre la transmission des donn es entre sp cialistes plus rapide et consentir une vision compl te de la sc ne d un seul coup Les inconv nients et les limites de l utilisation des r sultats issus de la photogramm trie num rique combin e avec la mod lisation 3D sont principalement li s la m thode de pr sentation et l interpr tation des r sultats En premier lieu il faut remarquer que les r sultats sont toujours pr sent s en 2D notamment sur papier ou par affichage l cran Les trois dimensions retrouv es par les traitements photogramm triques sont de nouveau r duites en 2D N anmoins le mod le 3D est connu et repr sent par des donn es et des algorithmes num riques permettant ainsi l utilisateur de choisir le point de vue de pr senter plusieurs visions de la m me sc ne et dans le cas de r sultats pr sent s sous la forme de mod les 3D interac
265. ents s tendant sur des grandes surfaces d tats des lieux l int rieur d objets li s des accidents ou des crimes e de traces Ce chapitre montre par des exemples pratiques l utilisation de la photogramm trie combin e avec la mod lisation 3D pour la documentation et l illustration dans diff rentes situations d investigation forensique lLes termes enregistrement et fixation seront utilis s comme synonymes 5 2 Les accidents de la circulation 5 2 Les accidents de la circulation 5 2 1 G n ralit s L investigation d accidents de la circulation est un domaine des sciences forensiques dans lequel la photogramm trie est largement utilis e Collectif 1997 Collectif 2008 Cooner et Balke 2000 Duesing 2006 Fraser et al 2005 Le domaine de l investigation des accidents de la circulation com prend tous les cas d accidents v hicules v hicules et v hicules pi tons L investigation est particuli re car e la recherche d indices est g n ralement faite dans des situations tr s confuses avec des destruc tions importantes e il est n cessaire de recueillir un grand nombre d informations macro et microscopiques pour pouvoir effectuer une analyse des v nements e habituellement les lieux doivent tre lib r s rapidement pour permettre le retour de la circu lation e lors de la reconstruction il faut tenir compte des principes cin tiques dynamiques et m caniques qui r gissent
266. eproduction dans des mod les 3D peut tre tr s utile surtout si des consid rations dans la troisi me dimension doivent tre faites M me si la m thode de pr sentation des r sultats reste sous la forme de plans ou de photomod les dans certaines situations l utilisation d informations 3D permet d interpr ter de mani re plus efficace les informations concernant les lieux Mat riel et m thodologie L analyse des informations d un tat des lieux n cessite des connaissances et des outils de travail qui peuvent tre tr s sp cifiques selon le cas Les logiciels de mod lisation 3D sont g n ralement suf fisants pour modifier certaines parties du mod le introduire de nouvelles informations ou compl ter les dessins S il s agit de fournir des donn es m triques sur des sujets pr sents sur les images les logiciels de photogramm trie ou galement certains logiciels de mod lisation 3D peuvent tre utilis s Les logiciels de traitements d image sont galement utiles car ils permettent de faire certains trai tements de base qui rendent l analyse plus ais e La collaboration entre plusieurs sp cialistes dans les domaines concern s par l investigation est indispensable La photogramm trie combin e avec la mod lisation 3D est un outil de travail qui aide tudier les informations recueillies Pour que les r sultats soient corrects il faut que chaque sp cialiste participe l analyse et l laboration du plan ou du mod le
267. es Conditions de travail pour le rel vement photogramm trique Lors du relev photogramm trique plusieurs sortes de donn es doivent tre recueillies Les donn es indispensables sont les photographies et les mesures La mani re dont elles sont acquises peut avoir une influence sur la qualit du r sultat Il est difficile de d crire de mani re compl te tous les facteurs entrant en jeu dans cette tape car de nombreuses consid rations concernent les comp tences de l op rateur et la qualit du mat riel utilis La section 2 3 fournit d j un aper u des besoins lors d un relev photogramm trique Du point de vue photographique pour obtenir des images exploitables photogramm triquement il est important de consid rer les composants entrant en jeu lors de la prise de vue soit le sujet photographier l clairage et l appareil photographique Le but est d obtenir une image qui pr sente avec une bonne d finition tous les d tails qui doivent tre reproduits Pour ce faire les objets photo graphi s doivent avoir un contraste suffisant pour permettre de percevoir la morphologie de la sc ne sur l image Le but n est pas n cessairement d avoir une belle image mais plut t d avoir une image avec beaucoup de d tails Pour obtenir une image correcte il faut disposer e d un clairage de qualit que ce soit sur le plan de la puissance de la temp rature de couleur et de la configuration sur la sc ne Souvent pour
268. es e manuellement avec la cr ation de plusieurs mod les qui repr sentent les diff rentes tapes du d roulement des faits e automatiquement par la d finition des positions interm diaires des trajectoires et change ments des objets pr sents sur la sc ne Les algorithmes propres l animation 3D vont ensuite reproduire ces mouvements e automatiquement par le calcul des diff rents param tres qui entrent en jeu dans les v nements appel galement animation proc durale G n ralement les r sultats des calculs fournissent directement des animations concernant les v nements La mod lisation des v nements aide lors de l investigation de questions sp cifiques aux sciences forensiques notamment le modus operandi des criminels le r le des personnes impliqu es dans l ac cident ou dans le crime les v nements qui se sont enchain s lors de l accident ou du crime qui a eu lieu S agissant g n ralement de changements du mod le 3D qui s effectuent au cours du temps la mani re de pr senter les r sultats doit permettre de montrer l volution temporelle de la sc ne Plu sieurs solutions sont envisageables cr er plusieurs plans ou photomod les des intervalles de temps pr senter les animations sous la forme de vid os ou de s quences d images prises depuis diff rents points de vue ou pr senter directement l animation dans le format d origine du mod le 3D Dans cette section sont pr sent s deux exemple
269. es de l exp rience et des connaissances de professionnels ou de la formulation d hypoth ses soit distingu de mani re pouvoir diff rencier les l ments qui d coulent de la simple documentation de ceux qui d coulent de l analyse de l exploitation des donn es ou encore d une reconstruction Cela permet de fournir des conclusions sur l investigation caract ris es par diff rents niveaux d incertitude selon la qualit des informations recueillies et des r sultats des observations Finalement gr ce la mod lisation 3D il sera possible de recr er virtuellement et de pr senter des situations dans le cadre de mod lisations d v nements ou d hypoth ses et d appr cier la validit d une telle reconstruction 175 Chapitre 9 La photogramm trie combin e avec la mod lisation 3D 9 1 Comparaison avec les approches traditionnelles L utilisation des techniques de photogramm trie num rique combin es avec les outils de mod lisation 3D est relativement r cente Ces techniques se sont diffus es rapidement en raison de leur simplicit et flexibilit ainsi que des qualit s et des caract ristiques spectaculaires des r sultats pouvant tre obtenus Il faut noter que la photogramm trie exploite un outil largement utilis en sciences forensiques la photographie et que les techniques de mod lisation 3D num rique permettent d exploiter des informations 3D voire 4D pour la pr sentation l analyse et la d monst
270. es avec une couleur plus prononc e afin de mettre en vidence la plus grande importance de l tape en question par rapport au but du travail 3D les r sultats qu ils soient pr sent s sous la forme de photomod les de vid os ou de mod les 3D interactifs montrent des explications possibles qui restent hypoth tiques sur la base des observations effectu es Chaque mod lisation devra tre pr sent e en tenant compte du type d information expos et du but de la repr sentation 8 4 Les r sultats Par r sultat il faut entendre le produit final obtenu apr s laboration photogramm trique et finition par mod lisation 3D Dans cette recherche les r sultats taient de diff rentes sortes mesures unidimensionnelles plan 2D coupes photomod les vid os de mod les 3D ou d animation et mod les 3D interactifs Les outils de travail tudi s ont t utilis s dans plusieurs buts e cr er des plans des coupes et des mod les 3D de lieux de crimes d accidents d objets et de traces e effectuer des investigations particuli res partir des informations du cas et pr senter les r sul tats d une analyse e r aliser des mod lisations d hypoth ses ou d v nements sous la forme de mod les 3D Les r sultats obtenus ont t tr s variables Le choix de la m thode de pr sentation du type de restitution photogramm trique r aliser ou de la qualit du r sultat obtenir d pendait en premier lieu
271. es dans des conditions adapt es ou en demandant directement une intervention sur place Dans les cas de crimes graves les deux services sont galement appel s intervenir Les offices f d raux de l aviation civile et militaire peuvent demander leur aide dans certaines situations pour les relev s des lieux d accident d a ronef o des investigations impliquent l exploitation de la troisi me dimension M me si l volution actuelle est dirig e vers l exploitation des nouveaux syst mes de mod lisation 3D active comme les scanners laser 3D voir section 11 1 ces services restent des r f rences dans le domaine du relev photogramm trique combin avec la mod lisation 3D D autres services de police principalement des services techniques des accidents utilisent des outils de photogramm trie num rique pour le relev et la restitution des lieux Pendant longtemps les syst mes propos s par RolleiMetric ont t les plus exploit s mais actuellement le syst me Elcovision est le plus utilis en Suisse Collectif 2008 Close Range Digital Workstation CDW Les outils propos s par RolleiMetric comprennent le syst me de photogramm trie multi images le plus ancien utilis par un service de police pour le relev des lieux Ce syst me se compose de deux logiciels principaux le logiciel CDW pour la photogramm trie multi images le logiciel MSR Metric Single Rectification pour la cr ation d orthoimages et d une panoplie d a
272. es deux aviateurs dans la cabine de pilotage sans aucune information permettant de confirmer les hypoth ses les sp cialistes ont pr cis que cette repr sentation tait express ment demand e 7 2 3 Discussion L valuation des hypoth ses sur la base de la mod lisation 3D permet de repr senter et de mieux d terminer si une hypoth se est vraisemblable ou non En sciences forensiques les hypoth ses sont g n ralement d finies par le juge les avocats les enqu teurs ou d autres interlocuteurs Cela peut tre fait en collaboration avec l expert la mission de l investigateur r sulte au final des discussions entre les parties Ainsi c est aussi au sp cialiste de guider le raisonnement vers des hypoth ses raisonnables En ce sens la mod lisation 3D peut tre utilis e pour proposer des possibilit s d interpr tation des donn es ou pour r pondre des questions particuli res de la part du juge ou d autres interlocuteurs Mat riel et m thodologie Dans le contexte de la photogramm trie et de la mod lisation 3D les principaux outils pour l va luation des hypoth ses sont les logiciels de mod lisation 3D D autres programmes compl mentaires pour le traitement ou la pr sentation des donn es sont souvent utiles des logiciels de traitement d images de vid os ou des logiciels destin s la mise en forme de mod les 3D Pour r aliser le travail de mani re efficace il faut donc disposer des logiciels adapt s et
273. es examens Enregistrement des traces i i Comparaison des traces Enregistrement des personnes Ro A ia p Reconstruction des v nements tresen a fon gs ODJels Pr sentation des traces Enregistrement des examens a g n Photographies signal tiques illustration des observations Fic 1 2 Toute image en sciences forensiques a comme premier but la documentation du sujet en examen Une partie de ces images est utilis e pour montrer ce qui a t observ l illustration Enfin selon des questions particuli res certaines images seront analys es afin de r pondre des questions sp cifiques sur le sujet photographi La derni re utilisation de l image est la d monstration American Society of Photogrammetry 1984 Collectif 1997 Duesing 2006 Fraser et al 2005 Galvin 2002 Galvin 2004 Otte 2005 Vera et al 1995 Whitnall et Moffitt 1989 La photogra phie num rique et le d veloppement d algorithmes num riques ont modifi la m thode d enregis trement et de traitement des donn es Tout se passe au niveau informatique et les r sultats sont exploitables en 3D De plus des logiciels d analyse d accidents peuvent tre utilis s pour valuer le comportement des voitures lors de l accident estimer la vitesse des v hicules impliqu s et va luer des hypoth ses sur les v nements Balazic et al 2006 Konosu 2002 Steffan et Moser 1996 Vera et al 1995 Zhang et al 2006 Zhang et al 2008 Dans ce ca
274. es images La d finition manuelle des points de calage peut tre longue et r barbative de plus dans quelques situations il est difficile de situer correctement des points homologues De petites erreurs de positionnement peuvent quant elles introduire des impr cisions qui se r percuteront sur le r sultat final D un autre c t avec un syst me automatique il faut rester attentif au fait qu il peut y avoir de mauvaises localisations de points de calage Dans Tritop l tape de v rification du travail lors de la red finition des points mal situ s permet d avoir un certain contr le ce niveau Le r sultat Lors de la finition du mod le 3D du crime violent paragraphe 5 5 2 toutes les traces de sang ont t redessin es dans le mod le Cela a t fait pour rendre mieux discernables la position et la morphologie des diff rentes traces Ce type de r sultats peut ensuite tre utilis pour analyser et pr senter les analyses topographiques des traces de sang Lors du stage au Service des accidents de la police du canton de Berne il a t possible de travailler sur une affaire de d lit passionnel ot un individu avait frapp mortellement sa femme avec un marteau le cas est repris au paragraphe 6 2 3 Avec Elcovision il a t possible d obtenir un r sultat comparable celui qui a t pr sent ici Ce mod le 3D a par la suite t utilis par un sp cialiste en balistique pour l analyse des projections de sang la
275. es ont t plac s sur la route l endroit approximatif de l accident Trois autres c nes ont t plac s proximit du d but du chemin en terre se trouvant l oppos par rapport l endroit de l accident Les rep res num rot s ont t plac s sur le bord gauche de la route une distance d environ 10 m tres les uns des autres depuis l endroit de l accident Les marquages la craie effectu s par le service des accidents de la police taient encore visibles sur la route Ils ont t repris afin d am liorer leur visibilit sur les images Au total 41 images ont t prises sur une longueur totale de la route d environ 200 m La restitution photogramm trique a t effectu e avec le logiciel CDW et le plan de la route a t compl t avec le logiciel Microstation Les objets reproduits ont t les suivants la route les buissons et les petits arbres pr sents sur les bords de la route les marquages la craie visibles sur la route trac s lors du relev des lieux de l accident ainsi que les arbres se trouvant dans l arri re plan de la sc ne et qui taient visibles sur la vid o Le r sultat du traitement photogramm trique comporte une incertitude variable selon la distance depuis l origine du syst me de coordonn es Cette incertitude est fournie par le logiciel CDW Elle varie de 0 00 m pour les points les plus proches du syst me de coordonn es environ 5 m pour les points les plus loign s figure 6
276. es plans l chelle D autres logiciels de mod lisation 3D sont davantage ax s sur l infographie le but du travail est plus artistique et illustratif Les domaines de pr dilection de ces logiciels sont les jeux sur ordinateur le cin ma ou l art Les r sultats sont repr sent s sous la forme d images de vid os ou de modeles 3D interactifs Les mod les cr s par les logiciels de mod lisation 3D sont des constructions vectorielles bas es sur des primitives de base comme le point la ligne le polygone et autres types de donn es selon le contenu du fichier Leur archivage peut tre fait en diff rents formats de fichiers qui se diff rencient du point de vue du contenu de la structure ou de l entreprise propri taire Les plus courants sont DXF et DWG des formats associ s au logiciel AutoCAD DGN un format propos par Bentley STL un format standard utilis en st r olithographie WRL un format des sc nes de Virtual Reality Modeling Language VRML utilis surtout pour l affichage des mod les 3D interactifs Les logiciels de contr le de l affichage sont int gr s dans les syst mes op ratifs des ordinateurs 34 Chapitre 3 La mod lisation 3D g om trique e IGES pour International Graphics Exchange Standard est un format facilitant l change de donn es entre logiciels e OBJ un format libre d velopp par Wavefront Technologies e 3DS et MAX utilis s par le logiciel de mod lisation 3Ds M
277. es points objet repr sent s sur au moins deux images tant donn qu il s agit de r soudre un syst me de quatre quations avec 3 inconnues X Y Z sa r solution permet d valuer galement l incertitude sur la d termination du point objet Le r sultat de la restitution conduit la d finition des points qui coupl es avec les points d finis lors de l tape d orientation interne et externe fournissent la base du mod le 3D de la sc ne Ces points peuvent tre ensuite utilis s pour cr er des lignes ou polygones et tre retravaill s dans des logiciels de mod lisation 3D Le rel vement est la d termination de la position de l appareil dans l espace partir d au moins 3 points de calage L intersection est la d termination d un point dans l espace partir des images orient es 23 2 3 Les m thodes 2 3 Les m thodes 2 3 1 Extraire des mesures d une seule image Pour faire des mesures en utilisant une seule image il faut avoir des donn es concernant le sujet photographi En sciences forensiques cela correspond par exemple la mesure d une trace sur une image la mesure de la taille d un individu photographi ou film par une cam ra de surveillance la mesure d un objet sur une photographie de t moin ou l valuation de la distance parcou rue par un v hicule sur une vid o Compton et al 2000 Criminisi 2001 Criminisi et al 1998 Klas n et Fahlander 1996 Lanzi et al 2006 Shor
278. es r sultats En 30 minutes la fixation de la cabine de pilotage pour la restitution photogramm trique a t accomplie Par la suite 3 jours de travail au laboratoire avec le logiciel CDW pour la restitution photogramm trique MSR pour la cr ation des orthoimages et Microstation pour la finition du travail ont permis d obtenir un mod le virtuel 3D de la cabine de pilotage Lors de la restitution photogramm trique les diff rentes parties de l int rieur de la cabine de pilotage ont t reproduites Les d tails des tableaux de commande ont t pr sent s en cr ant des orthoimages des surfaces planes Ces images ont t int gr es dans le mod le 3D sous la forme de texture La forme et la taille du pilote et du copilote ont t reproduites par des humanoides virtuels sur la base des donn es anthropom triques disposition figure 7 2 La position des deux si ges a t fix e partir des indices retrouv s sur les lieux Pour chaque humanoide l angle de vision a t appr ci et des rendus de ce que les pilotes auraient pu voir ont t r alis s Fic 7 2 Illustration de la position des deux pilotes dans la cabine de pilotage Image fournie par le WD UTD de la police de la ville de Zurich R sultats Le but du travail tait de montrer l angle de vue et la vision du pilote et surtout du copilote dans la cabine de pilotage Les enqu teurs voulaient savoir quels indicateurs de vols se trouvaient en face du copi
279. es remarques concernent galement la validit d un mod le 3D obtenu par une approche photogramm trique par rapport la m me sc ne ou objet r el Un mod le 3D est une reproduction imparfaite d un objet r el les tapes du travail photogramm trique consistent dans le passage de l information 3D du monde r el une information en 2D sur une image et finalement par une restitution de la sc ne 3D virtuelle chaque tape des pertes d informations et des impr cisions ont lieu La liste qui suit non exhaustive r sume les facteurs influen ant n gativement le travail photo gramm trique et de mod lisation 3D ainsi que leurs effets et les solutions envisageables lors de la finition par mod lisation 3D gt Objets mal d finis apr s la restitution photogramm trique Effet Difficult d finir la forme et les caract ristiques de l objet Solution Reprendre la restitution photogramm trique et ou appr cier les informations depuis les images 63 4 4 Organisation du travail gt Objets trop sch matis s apr s la restitution photogramm trique Effet Difficult d finir la forme ou erreurs lors de la finition des objets Solution Reprendre et compl ter la restitution photogramm trique gt Objets complexes et ou avec beaucoup de d tails Effet Difficult dans la finition d taill e de l objet Solution Am liorer la restitution de l objet r p ter le relev photogramm trique et ou chercher l objet dans des
280. est visible sur l image Finalement une image d une illusion optique pourrait causer plus de probl mes si elle est trait e avec des logiciels de mod lisation 3D plut t que des logiciels de photogramm trie Le choix d une approche ou d une autre pour effectuer une analyse d pend de plusieurs facteurs qui ne sont pas seulement li s aux circonstances personnelles et mat rielles de l investigateur mais galement e au but de l analyse et son domaine d application e la qualit et la validit du r sultat d sir e la quantit et qualit des informations disponibles pour effectuer l analyse En r gle g n rale la qualit et la validit d un r sultat d une analyse m trique sont li es plusieurs facteurs e la m thodologie de travail de collecte et de traitement des donn es plus les images et les mesures n cessaires pour l analyse sont de bonne qualit et pertinentes plus l analyse sera simple et efficace e la qualit des images les images haute d finition et r solution tonale avec une bonne visibilit et contraste entre les sujets et avec un bonne nettet sur tout le sujet permettent d obtenir de meilleurs r sultats e les mesures les meilleurs r sultats sont obtenus lorsque les mesures de contr le et de calibration des mod les photogramm triques sont faites en nombre suffisant et sont de bonne qualit e la restitution photogramm trique si la restitution
281. ests Point XT 2 Prascoaux Ecart type X Ecarttype Y Boart type Z 0 000001 0 000002 0 000001 0 000001 0 000001 0 000001 0 000002 0 000003 0 000001 0 000825 0 000871 0 000847 0 000783 0 000740 0 000836 0 002891 0 001731 0 001887 0 004715 0 002284 0 002448 0 001155 0 001349 0 001140 0 000952 0 001093 0 000970 0 000925 0 001090 0 000949 0 000929 0 001101 0 000958 0 000958 0 001104 0 000981 0 000771 0 000834 0 000802 0 000827 0 001023 0 000942 0 000789 0 000944 0 000941 0 001891 0 001357 0 001606 0 034899 0 074220 0 009616 0 022640 0 034559 0 006098 0 003053 0 005733 0 003706 0 018621 0 017023 0 004337 0 003986 0 004597 0 004454 0 003362 0 002947 0 002882 0 004164 0 002421 0 002299 0 003283 0 003834 0 002941 0 003517 0 004752 0 002484 0 002907 0 002658 0 002714 0 003835 0 005092 0 003543 0 004510 0 005638 0 003770 0 002485 0 004427 0 003427 0 006923 0 007084 0 005072 0 002327 0 004242 0 003128 0 002565 0 004293 0 003026 0 003401 0 006201 0 003136 0 001784 0 002937 0 002106 0 002247 0 003741 0 002350 0 002595 0 004240 0 002739 0 004026 0 005544 0 003459 0 004405 0 004896 0 003280 0 003077 0 002537 0 002201 0 003430 0 002960 0 002337 0 004753 0 005046 0 003257 0 004631 0 002594 0 002783 0 001817 0 001784 0 001874 0 003815 0 002072 0 002305 0 035437 0 039567 0 004736 0 002185 0 002109 0 001919 0 012183 0 011324 0 005125 0 001489 0 002154 0 001843 0 001560 0 002279 0 002005 0 001580 0 002258 0 002019 0 002486 0 004295 0
282. esures sur des objets et personnes photographi s par des cam ras de surveillance ou par des t moins Cela peut galement tre utile pour combiner diff rentes images d un m me tat des lieux et r aliser des mesures sur des l ments qui ont t photographi s deux moments diff rents ou par deux appareils photographiques diff rents Les besoins impos s par l utilisation d une technique photogramm trique lors de l acquisition des donn es sont g n ralement peu contraignants Les principaux inconv nients sont li s l obligation d adapter la m thodologie de travail aux besoins photogramm triques comme la connaissance des conditions de prise de vue pour une m me s rie de photographies et la r alisation d un nombre de photographies sup rieur par rapport au relev traditionnel et selon des exigences de prise de vue adapt es Cela peut galement tre consid r comme un avantage car ces besoins photogramm triques conduisent le sp cialiste contr ler de mani re plus rigoureuse l enregistrement photographique et la prise de mesures la description des conditions de prise de vue ou la mani re dont les lieux ont t enregistr s lors de l tape de prise de photographies Finalement ces diff rentes consid rations illustrent le fait que l utilisation de la photogramm trie num rique conduit la simplification et la 1Pour plus de d tails sur les besoins lors du relev photogramm trique voir les paragraphes 4 3 5 e
283. et al 2006 Les m thodes par comparaison La mesure par comparaison est envisageable lorsque les sujets pr sents sur la photographie peuvent tre compar s avec d autres sujets Le cas le plus simple est l image contenant une r gle ou un objet de taille connue Gr ce des informations sur le sujet et la prise de vue il est possible de calculer la grandeur recherch e Un exemple simple est la mesure d un sujet gr ce une r glette figure 2 6 Ce type de mesure par comparaison est possible lorsque le plan image est parall le au plan du sujet mesurer De plus la r glette doit se trouver sur le m me plan que le plan du sujet Les probl mes peuvent appara tre lorsque le sujet n est pas plan il n est pas net sur l image le parall lisme entre plan image et plan objet n est pas respect ou si l optique pr sente beaucoup de distorsions TOT cle t ll rv Fic 2 6 Exemple d une image sur laquelle les mesures sont faites par comparaison La r glette sert de r f rence Par la suite les mesures sont faites par comparaison avec cette grandeur Pour ce genre de mesures photogramm triques il est important de limiter au maximum les erreurs de distorsion et d formations li es une mauvaise optique ou une mauvaise position de vue Dans le cas o aucun objet de r f rence ne serait pr sent il faut effectuer une deuxi me pho tographie depuis la m me position et dans des conditions identiques la premi
284. et externe sont effectu es automatiquement Le r sultat peut contenir beaucoup de points issus de la sc ne et peut tre compl t par un mod le 3D Ce syst me a t d velopp pour la m trologie et l enregistrement d l ments finis pour l industrie principalement pour le travail de contr le de qualit Il est pr vu pour des objets de taille moyenne d environ 20 m tres L application sur les lieux d un crime n est pour l instant pas envisageable Photomodeler Le logiciel Photomodeler est un logiciel de photogramm trie multi images d velopp e par Eos System Le principe de base est comparable aux autres logiciels de photogramm trie num rique multi images Plusieurs outils y sont int gr s planche de calibration orientations d images individuelles http www elcovision com Acc d le 28 6 2008 5http www gom com Acc d le 28 6 2008 6Par exemple les derni res version de Elcovision et Photomodeler proposent des approches de restitution compl tement automatis es http www photomodeler com Acc d le 28 6 2008 42 Chapitre 4 Equipements et m thodes dition de mod les 3D reconnaissance automatique de certains points de r f rence ou algorithmes de redressement d images Il s agit d un logiciel qui a t d velopp en mettant en avant le travail en sciences forensiques alors que la plupart des autres logiciels de photogramm trie ont t d velopp s principalement pour l
285. exploitant les possibilit s de traitement num rique Robinson 2007 La flexibilit des nouveaux logiciels de photogramm trie num rique a ouvert le champ d application de la photogramm trie ga lement d autres situations dont l tat des lieux internes Les tats des lieux internes sont g n ralement caract ris s par des conditions de travail particu li res espaces restreints beaucoup d objets pr sence d obstacles ou tendue de la sc ne sur plusieurs niveaux Lors de la documentation l investigateur cible le relev sur les parties de la sc ne lui sem blant les plus pertinentes car en r gle g n rale il est impossible de tout pr lever D un autre c t il peut tre difficile d tablir ce qui est utile pour l enqu te et ce qui ne l est pas ce qui galement pousse l investigateur recueillir un maximum d informations sans se soucier de leur pertinence La documentation est principalement effectu e par la prise de notes la photographie et la mesure Ces donn es seront par la suite utilis es pour illustrer l tat des lieux lors de l intervention avec un rapport un croquis des lieux et un cahier photographique Martin 2002 Dans ce contexte la photo gramm trie combin e avec la mod lisation 3D est un outil de travail tr s int ressant les informations qui sont n cessaires pour effectuer une restitution photogramm trique des lieux ont en principe d j t recueillies De plus le traitement photogramm
286. fectuer une fixation photogramm trique des lieux n implique pas n cessairement la r alisation de la restitution photogramm trique au laboratoire Cette coupure entre lieux et laboratoire implique la division du travail entre une quipe tat des lieux et une quipe photogramm trique et mod lisation 3D Les comp tences de chaque quipe sont diff rentes g n ralement le travail de fixation photogramm trique est plus simple et rapide que le travail de restitution photogramm trique et de mod lisation 3D Comme il a t vu lors des visites la police de la ville de Zurich et la police du canton de Berne il est possible de diff rencier le travail de 1G n ralement r alis es par des descriptions des croquis dessin s partir des mesures faites sur les lieux et des photographies Cela est surtout valable dans le cas o des mesures justes fid les et en grande nombre doivent tre faites 3 Cette diff rence observ e lors des tests et des visites dans les diff rents services tend se r duire car les logiciels de photogramm trie se simplifient de plus en plus et permettent d obtenir des r sultats de qualit toujours plus rapidement 9 2 2D versus 3D fixation et de restitution des quipes et des services externes peuvent envoyer leurs images et mesures vers des centres de comp tences pour la restitution photogramm trique et la mod lisation 3D Lorsque des questions particuli res concernant une analyse m
287. ff rente e lors d une interpr tation des indices il est important que l observateur ait conscience de cette diff rence Les valeurs d cart type et de RMS fournies par le logiciel CDW sont r sum es dans le tableau 5 3 Les valeurs RMS de X et de Y montrent ici aussi de possibles erreurs dans la d finition de certains points En examinant les donn es pour chaque point il apparait que ces valeurs lev es sont provoqu es par une mauvaise fid lit dans la restitution d un unique point Valeur RMS X Valeur RMS Y Valeur RMS Z 0018 010 90 09H TAB 5 3 R sum des valeurs de l cart type moyen et de la racine carr e de la moyenne quadratique des carts type de la restitution des points dans les directions X Y Z Les valeurs sont exprim es en m tres Aucune information quant la fid lit et la justesse du plan r alis lors de l expertise n est dis ponible La comparaison entre ce plan et le plan r alis photogramm triquement montre une bonne concordance Au vu des quelques diff rences il a quand m me t choisi de situer les traces pr sentes sur les arbres directement sur le mod le restitu avec le logiciel CDW Concernant l incertitude li e la taille la forme des arbres et la morphologie du paysage il faut consid rer que trois ans se sont coul s depuis l accident de chasse L endroit est relativement cart et les images prises l poque par la police confirment qu aucune modific
288. fine Push a keyboard key when finished temp plot X 1 X 2 r w waitforbuttonpress delete temp end tempplotl plot X 1 X 2 ro Color m MarkerSize 7 temptextl text X 1 X 2 X VerticalAlignment bottom title Define the distance to measure Second point top enlarge choose the region and push a keyboard key when ready w 0 while w 0 w waitforbuttonpress end w 0 while w 0 Y ginput 1 title Second point defined Dou you want to redefine Push a keyboard key when finished temp plot Y 1 Y 2 r w waitforbuttonpress delete temp end tempplot2 plot Y 1 Y 2 ro Color m MarkerSize 7 temptext2 text Y 1 Y 2 Y VerticalAlignment bottom HH Vo Vo Vo Vo Vo Vo Vo Vo Calcul des coordonn es des points dans le plan de l analyse Le point bottom est consid r comme la m me hauteur que le plan du sol calcul de la droite X PF2 tempal tempb1 DroitePoints X PF2 calcul de la droite Y PF2 tempa2 tempb2 DroitePoints Y PF2 calcul de la droite 0 PF3 tempa3 tempb3 DroitePoints point 1 point PF3 calcul de la droite X PF3 tempa4 tempb4 DroitePoints X PF3 calcul de la droite 0 PF1 tempa5 tempb5 DroitePoints point 1 point PF1 Yintersection droite X PF2 et 0 PF1 temp1 1 tempb5
289. fixes partir d un fichier text 208 Annexe A Utilisation pratique du syst me RolleiMetric de calage La derni re op ration consiste r activer tous les points et effectuer le NAWE et le PROMPT en calibrant tous les param tres au m me moment 10 v rifier la qualit du travail dans les r sultats Si elle n est pas satisfaisante reprendre depuis le d but en ajoutant des images ou des mesures compl mentaires A 3 Travail sur les lieux Lors du travail sur les lieux les taches principales sont la prise de photographies et la mesure Le nombre de photographies faire est sup rieur celles d un tat des lieux forensique traditionnel Pour cette raison dans le cas de photographies avec un appareil num rique il est conseill de v rifier sur place de pr f rence avec un ordinateur portable la couverture photographique globale de la sc ne Il faut galement veiller ce que la visibilit des sujets sur les images soit garantie travers l appr ciation de l clairage de la nettet du contraste et de la d finition Proc dure indicative de travail sur les lieux 1 faire un croquis approximatif des lieux en le compl tant avec les donn es du travail r alis 2 si besoin placer des points de rep re sur les lieux de fa on ce qu ils soient bien visibles Pour d finir le syst me de coordonn es il faut d finir 3 points de rep re orient s de fa on former approximativement un angle droit
290. flux Fresnel Boite tr pied Support ordinateur Boite Support mobile Tabouret Equerre 1 Equerre 2 Equerre 3 C ne 1 C ne 2 C ne 3 Rep re J Support vertical Support vertical Support vertical Support vertical Cylindre en m tal Support ordinateur Salle HI CLUS WW D HIE TAB B 10 R sum des mesures r alis es sur les lieux lors de l valuation du syst me CDW Les objets et le num ro des objets correspondent ceux qui sont d finis sur la figure 4 1 la page 50 Les valeurs sont exprim es en centim tres 227 Scc Restitution N Objet Mesure X Mesure Y Mesure Z Table T Support Table Support c bles Table Cadre porte Porte Base Tr pied Support Fresnel Coupe flux Fresnel Boite tr pied Support ordinateur Boite Support mobile Tabouret Equerre 1 Equerre 2 Equerre 3 C ne 1 C ne 2 C ne 3 Rep re J Support vertical Support vertical Support vertical Support vertical Cylindre en m tal Support ordinateur Salle TAB B 11 R sultats des mesures sur certains objets lors de l appr ciation des r sultats obtenus avec le logiciel de photogramm trie num rique CDW Les objets et le num ro des objets correspondent ceux qui sont d finis sur la figure 4 1 la page 50 Les valeurs sont exprim es en centim tres So1nsoul s p uostereduioy Ta 6G Zz Table Support Table Support c bles Table Cadre porte Porte Base tr pied
291. focalisant moins sur les possibilit s d animation 3D et sur le rendu sauf pour des cas sp cifiques Le but de ce chapitre n est pas d entrer dans les d tails de toutes les tapes de la synth se d images 3D mais de fournir un aperqu des possibilit s offertes par l informatique dans le traitement et la repr sentation de sujets en trois dimensions au niveau de la mod lisation 3D Agoston 2004 Govil Pai 2004 Salomon 1999 approfondissent ce sujet 3 2 La mod lisation g om trique Un mod le 3D num rique est une description num rique du composant de la structure de la position de la couleur et de la forme de l objet virtuel Il s agit d un assemblage structur de donn es Il existe plusieurs mani res pour d finir un objet 3D L l ment le plus simple est le point d fini par ses coordonn es z y z Les lignes peuvent tres d finies par une quation ou plus souvent par deux points les extr mes car g n ralement l l ment dessin sur un cran ou une impression papier n est pas une droite mais un segment Les surfaces sont d crites par des points ou des quations de mani re semblable aux lignes et courbes figure 3 1 Les solides sont d finis par des blocs ou l ments de base tandis que les autres caract ristiques comme les couleurs la texture la transparence la flexibilit ou le poids sont d crites par d autres fonctions li es l l ment lui m me 3 2 1 Les lignes les courbes et les surface
292. fronti res un solide est d fini par sa fronti re le volume est d termin par les faces de l objet et chaque face d crite par les ar tes et les sommets e dans la mod lisation param trique le solide est repr sent par une multitude de param tres e enfin il existe des mod les hybrides qui sont une combinaison de diff rents types de mod lisation volum trique 3 3 La repr sentation Les diff rents types de description informatique des donn es 3D peuvent tre combin s pour repr senter diff rents objets lieux ou situations Le r sultat pourra tre visualis de diff rentes mani res sous la forme de photographies des mod les 3D les photomod les de plans ou coupes 2D sur papier ou de vid os ou mod les 3D interactifs visualis s l cran La reproduction est la derni re tape du processus qui dans le cadre de cette recherche a t initi par la description des objets par des techniques de photogramm trie num rique 3Combinaison des termes volum trique et pixel 31 3 3 La repr sentation 3 3 1 La synth se d images Lors de la visualisation d un mod le 3D il faut choisir un point de vue et les param tres de visua lisation la position et l orientation du point d observation la focale et l angle de vue et diff rentes autres options d observations caract ristiques des logiciels de mod lisation 3D figure 3 2 plan ant rieur de dessin z syst me de coordonn e
293. gation des accidents de la circulation e investigation d autres types d accidents ou catastrophes accidents d a ronefs accidents de travail explosions et autres tats des lieux tendus e fixation d tats des lieux ou d objets li s un crime ou un accident e investigations sp cifiques qui concernent des v nements qui ont eu lieu en 3D comme l inves tigation des projections de sang des trajectoires de projectiles des mouvements de v hicules le d veloppement d incendies ou le d placement 3D d objets e analyse d images provenant de cam ras de surveillance de photographies ou de vid os de t moins e pour la mod lisation d hypoth ses ou la reconstruction d v nements 8 2 Mat riel et conditions de travail Les premi res m thodes d extraction d informations m triques partir des images tudi es dans cette recherche concernaient les logiciels de photogramm trie multi images Ces logiciels permettent d obtenir plusieurs sortes de r sultats des mesures des orthoimages des plans ou des donn es directement sous la forme de mod les 3D bruts La qualit des r sultats obtenus sur le plan de la justesse et de la fid lit des donn es m triques recueillies n est que rarement probl matique Les tests effectu s la fin du chapitre 4 ont en effet montr qu en suivant des m thodologies de travail valides il est possible d appr cier la qualit du r sultat et de limiter les erreurs par l
294. gies vol 3576 p 216 226 Boston 1998 Konosu 2002 A Konosu Reconstruction Analysis for Car Pedestrian Accidents Using a Computer Si mulation Model JSAE Review 23 357 363 2002 Kraus et Waldh usl 1998 K Kraus et P WALDHAUSL Manuel de photogramm trie principes et proc d s fondamentaux Hermes Paris 1998 Lanzi 2002 L Lanzi Use of Luminol at Crime Scene In ENFSI DIWG Meeting Z rich 2002 Lanzi 2006 L Lanzi New Techniques for Bloodstain Documentation In ENFSI d European Academy of Forensic Science Helsinki 2006 Poster Lanzi et al 2006 L LANZI D CORREVON E SAPIN et J P DEPRIESTER Etude de cas valuation de la vitesse d un v hicule enregistr par une cam ra de surveillance Revue Internationale de Criminologie et de Police Technique et Scientifique IX 2 233 238 2006 Lanzi et Riva 2007 L LANZI et F Riva Evaluation pr liminaire Leica IC 3D Leica MZ 16 A Ste reoExplorer Rap tech Institut de Police Scientifique Universit de Lausanne 2007 Larsen et al 2007 P K LARSEN E B SIMONSEN et N LYNNERUP Gait Analysis in Forensic Medicine Proceedings of SPIE 6491 2007 Lee et al 2008 J LEE E D LEE H O TARK J W Hwanc et D Y Yoon Efficient Height Measure ment Method of Surveillance Camera Image Forensic Science International 177 1 17 23 2008 Lee et Cohen 2006 M W LEE et I COHEN A Model Based Approach for Estimating Hum
295. gramm trie lorsqu il faut laborer un plan ou un mod le 3D des lieux le travail se divise g n ralement en deux parties la collecte des informations sur les lieux et la restitution photogramm trique au laboratoire Le travail se r sume ainsi e sur les lieux fixation de points de contr le photographies depuis diff rents points de vue mesures e au laboratoire travail avec le logiciel MSR ou CDW d finition des points de calage sur les images d finition du syst me de coordonn es et de l chelle restitution photogramm trique Le mat riel n cessaire ou utile pour le travail photogramm trique avec le syst me RolleiMetric est constitu de e Appareil photographique num rique la d finition doit tre la plus grande possible avec une optique stable Un appareil argentique est aussi envisageable dans ce cas au laboratoire il faudra num riser les images Il faut adapter la focale la taille des lieux ou des objets G n ralement pour les tats des lieux internes une focale de 20 mm pour un capteur 24x36 mm est ad quate e Syst me de mesure m tre m tre d roulant t l m tre laser tach om tre ou autre Il est important de conna tre la fid lit du syst me de mesure Elle sera int gr e dans la restitution e Logiciels CDW pour la restitution photogramm trique multi images MSR pour la cr ation d orthoimages Logiciel de mod lisation 3D po
296. gramm trie multi images num rique comprend tous les logiciels et algorithmes qui utilisent les principes de g om trie plusieurs images Elle n est pas li e aux contraintes qui r gissent la st r ophotogramm trie lors des prises de vue car un simple appareil photographique suffit I n est pas n cessaire d utiliser une base ou de noter la position et l orientation de l appareil photographique il suffit de faire quelques mesures et si besoin est de positionner des points objet bien visibles Les images sont ensuite introduites dans un logiciel de photogramm trie multi images et compl t es par la localisation des points image homologues et l introduction dans le programme des mesures effectu es Des algorithmes calculent ensuite l orienta tion interne et externe des images par des op rations math matiques qui se basent sur les principes d crits dans la section pr c dente La technique g n ralement utilis e est l ajustement des faisceaux Cette derni re permet l valuation de la qualit du r sultat quant la fid lit en fournissant des valeurs d cart type pour chaque point restitu dans les directions X Y Z voir aussi section 4 2 Par contre la justesse doit tre appr ci e par des informations m triques recueillies directement sur les lieux Finalement les r sultats des restitutions photogramm triques sont facilement exportables et maniables dans des logiciels de mod lisation 3D La photogramm
297. gues gt Changement de l appareil de prise de vue ou des conditions de prise de vue focale objectif mise au point Effet Cr ation du mod le photogramm trique impossible ou de mauvaise qualit Solution R p ter le relev photographique dans des conditions stables ou d terminer l orientation interne pour chaque condition de prise de vue diff rente gt Sujet photographier avec une coloration homog ne Effet Manque de d tails sur les images utiles pour la restitution photogramm trique Solution Ajouter des points de calage bien visibles sur la sc ne et ou modifier les conditions de prise de vue afin d augmenter le contraste gt Lieux sombres clairs ou d clairement inhomog ne Effet Manque de d tails et ou de visibilit des objets sur les images Solution Utilisation d un clairage artificiel changement du temps de pose et ou des conditions d clairement valuation du mod le photogramm trique Pour estimer l erreur syst matique lors de la cr ation du mod le photogramm trique la seule m thode est de prendre des mesures sur les lieux et de les comparer avec les distances calcul es travers le mod le photogramm trique La m thodologie utilis e par l UTD de la police de la ville de Zurich et en partie appliqu e dans cette recherche permet d appr cier l erreur de la mani re suivante UTD ZH 2008 les rep res qui fixent l origine du syst me de coordonn es sont utilis s comme points de base pour la mes
298. h ses et des v nements Cela est traditionnellement fait lors d une reconstruction d v nements pendant l enqu te et le r sultat est pr sent par des cahiers de laboratoire des rapports d expertise des cahiers photographiques et des repr sentations sur des croquis Le fait d utiliser des mod les 3D des lieux permet de r aliser le travail de reconstruction virtuellement sans devoir retourner sur les lieux Cela peut tre tr s utile lorsque les lieux ont t d truits lorsqu ils ne sont pas atteignables ou si les personnes impliqu es ne collaborent pas ou sont indisponibles Lors de l utilisation de mod les 3D de lieux d objets ou de personnes une attention particuli re doit tre port e au fait que le mod le virtuel est une repr sentation de la r alit qui peut contenir plusieurs sortes de donn es Il comporte des donn es m triques sur la position des objets et des traces fixes d finies l int rieur de marges d erreurs d termin es par la m thodologie appliqu e pour la cr ation du mod le 3D4 D s le moment o ces donn es sont analys es et exploit es pour en fournir des indices des l ments peuvent tre introduits afin d effectuer cette analyse Le mod le 3D contiendra alors des l ments ne correspondant pas ce qui a t physiquement observ et sera une repr sentation et une appr ciation de la sc ne permettant par exemple d essayer de d terminer la source de la trace ou de comprendre le d roulem
299. hitecture International Archives of Photogrammetry and Remote Sensing XXX 5 426 429 1994 Whitnall et Moffitt 1989 J WurrNALL et F H Morrirt Forensic Photogrammetry In H KARARA d Non Topographic Photogrammetry p 389 393 American Society of Photogrammetry amp Remote Sensing Falls Church 1989 Yoshino et al 2003 M Yosuino K IMAIZUMI T TANIJIRI et J G CLEMENT Automatic Adjustment of Facial Orientation in 3D Face Image Database Japanese Journal of Science and Technology for Identification 8 1 41 47 2003 Yoshino et al 2000 M Yosuino H MATSUDA S KUBOTA K IMAIZUMI et S MIYASAKA Computer Assisted Facial Image Identification System Using a 3D Physiognomic Range Finder Forensic Science International 109 225 237 2000 Yoshino et al 2001 M YosxiNo H MATSUDA S KUBOTA K IMAIZUMI et S MIYASAKA Computer Assisted Facial Image Identification System Forensic Science Communications 3 1 2001 Yoshino et al 2002 M YosuiNo K NOGUCHI M Arsucut S KUBOTA K Imaizumi C D L THOMAS et J G CLEMENT Individual Identification of Disguised Faces by Morphometrical Matching Forensic Science International 127 97 113 2002 Yoshino et al 2005 M YosxiNo M TANIGUCHI K Imaizumi S MIYASAKA T TANIIRI H YANO C Davip L THOMAS et J G CLEMENT A New Retrieval System for a Database of 3D Facial Images Forensic Science International 148 113 120 2005 Zhang e
300. homologues sur les images sur la qualit de la cr ation du mod le photogramm trique test 4 les 3 mesures de calibration ont t d finies par rapport l querre sur le sol mesures de calibration 0 18 m 0 33 m et 0 376 m But du test appr cier l influence du changement de la position de l origine du syst me de coordonn es et la r duction des mesures de calibration sur la qualit de la cr ation du mod le photogramm trique test 5 le nombre d images utilis es pour la cr ation du mod le photogramm trique a t r duit But du test appr cier l influence du nombre de prise de vues utilis es sur la qualit de la cr ation du mod le photogramm trique test 6 la position des images utilis es pour la cr ation du mod le photogramm trique a t modifi e de mani re ne pas correspondre la situation id ale But du test appr cier l influence de la position et l orientation des images sur la qualit de la cr ation du mod le photogramm trique test 7 les 3 mesures de calibration ont t d finies par rapport l querre sur la parois mesures de calibration 0 18 m 0 33 m et 0 376 m But du test appr cier l influence du changement de la position de l origine du syst me de coordonn es et la r duction des mesures de calibration sur la qualit de la cr ation du mod le photogramm trique test 8 des mesures de calibration compl mentaires ont t rajout es au r
301. i que de la m thode de pr sentation 7 5 3 Les r sultats Les r sultats obtenus lors de la mod lisation d hypoth ses ou d v nements sont des fichiers conte nant des donn es en 4D les 3D de l espace plus l information temporelle L information temporelle peut tre plus ou moins juste selon les informations disposition et le but de l investigation Pour repr senter ces donn es plusieurs approches sont envisageables e sur un seul plan par l indication de la position des objets diff rents intervalles de temps Cela n est possible que s il n y a eu que peu de modifications de la sc ne e par une s quence d images imprim es ou affich es c te c te Dans ce cas un seul angle de vue est choisi avec des intervalles de temps ad quats entre les images sans quoi la variation du sujet entre les images risque d tre trop importante et pourrait porter confusion e par une vid o La vid o peut pr senter une animation ou une situation Dans le premier cas un angle de vue fixe est pr f rer quitte r p ter l animation depuis un autre angle de vue Dans le deuxi me cas le point de vue est modifi afin de montrer les lieux dans leur globalit e par un mod le 3D interactif Dans ce cas l observateur choisit l angle de vue et les mouvements appliquer aux diff rents composants du mod le 3D Le choix de la m thode de pr sentation d pend du but du travail et du r sultat obtenu Il faut
302. ic Pot XY 7 Essen Ecart type X Ecart type Y Ecart type Z 0 000001 0 000002 0 000001 0 000001 0 000001 0 000001 0 000002 0 000003 0 000001 0 000765 0 000773 0 000802 0 000712 0 000680 0 000754 0 001695 0 001507 0 001496 0 002429 0 001988 0 001958 0 000909 0 001045 0 000969 0 000824 0 000855 0 000854 0 000801 0 000846 0 000825 0 000802 0 000845 0 000834 0 000827 0 000853 0 000864 0 000597 0 000758 0 000737 0 000597 0 000690 0 000805 0 000721 0 000691 0 000806 0 001523 0 001311 0 001469 0 006287 0 003982 0 003766 0 008139 0 005467 0 004650 0 005060 0 005086 0 003654 0 005818 0 005589 0 003730 0 002564 0 003379 0 003018 0 004749 0 003834 0 002498 0 003554 0 004364 0 003766 0 002707 0 002806 0 002486 0 002349 0 002063 0 001937 0 003055 0 003390 0 002565 0 003482 0 004797 0 002264 0 002667 0 002377 0 002395 0 003727 0 004833 0 003351 0 004053 0 005064 0 003341 0 002135 0 003751 0 003055 0 004217 0 005250 0 004105 0 002083 0 003580 0 002817 0 002335 0 003710 0 002717 0 003218 0 005341 0 002815 0 001530 0 002427 0 001876 0 002043 0 002797 0 002070 0 002428 0 003552 0 002476 0 003770 0 005053 0 003087 0 002623 0 003460 0 002888 0 002792 0 002126 0 001996 0 002787 0 002106 0 001864 0 004574 0 004501 0 002806 0 002453 0 002302 0 002330 0 001425 0 001514 0 001600 0 002093 0 001874 0 001862 0 007381 0 006603 0 003796 0 001626 0 001792 0 001655 0 004558 0 006135 0 004370 0 001337 0 001784 0 001657 0 001307 0 001790 0 001782 0
303. ication d une sc ne 3D au cours du temps Cette modification peut intervenir sur diff rentes entit s de la sc ne et voluer de diff rentes mani res La sc ne 3D se compose g n ralement de trois l ments les objets les points de vue et les lumi res Chaque l ment a des caract ristiques comme la position l orientation la taille la forme l intensit qui peuvent tres modifi es au cours du temps Deux types d animation peuvent tre distingu es e l animation en temps r el e l animation image par image Dans l animation 3D image par image le mouvement et la visualisation des d placements et des diff rentes vues sont calcul s l avance et ensuite reproduits comme s il s agissait d une vid o Dans la mod lisation 3D en temps r el chaque image composant l animation est cr e dans l instant qui pr c de son affichage Pour pouvoir obtenir un bon r sultat la vitesse d affichage des images doit permettre une visualisation fluide Il existe plusieurs m thodes pour obtenir des animations Cer taines se basent sur l interpolation de situations partir de la situation initiale jusqu la situation 33 3 4 Le mat riel finale en passant ventuellement par des tapes interm diaires D autres m thodes sont li es la capture de mouvements par des syst mes m caniques num riques optiques ou magn tiques Enfin des animations peuvent tres obtenues par des algorithmes qui d crivent le mouvement de l l
304. idit et la qualit de cette m thode de mesure en relation une tude de la d marche Les observations principales montrent que e lors de la mesure il est important de choisir une image sur laquelle la posture de l individu en examen soit la plus droite possible e il est important d appr cier la configuration des lieux et des objets sur l image en question pour pouvoir interpr ter au mieux les valeurs des mesures 139 6 5 L analyse des lieux e les mesures de comparaison de l individu suspect doivent tre r alis es dans les m mes condi tions d habillement que sur les images en examen e dans le cas id al il faudrait effectuer plusieurs mesures afin d valuer le changement de taille de l individu lors de la d marche et le comparer avec le changement de la taille de la personne suspecte 6 5 4 Discussion Dans le cadre de l analyse d un lieu d un crime ou d un accident la photogramm trie combin e avec la mod lisation 3D peut tre utilis e dans plusieurs situations analyse m trique des objets ou des traces analyse forensique des images ou analyse de traces n cessitant des consid rations en 3D par exemple les trajectoires de projectiles ou des projections de sang Pour comprendre l tat d un lieu de crime ou d accident le sp cialiste l enqu teur et le juge doivent disposer d une repr sentation aussi compl te et fid le que possible de toutes les traces et de tous les indices La r
305. ie qui est bon march fonctionnelle et flexible et que la mod lisation 3D permet de visua liser et d analyser les lieux de mani re concr te certains obstacles d ordre techniques conomiques de connaissances ou pratiques peuvent limiter ou rendre difficile l utilisation de la photogramm trie et de la mod lisation 3D Tout au long de cette recherche plusieurs probl matiques ont t relev es et discut es Outre les exemples pr sent s ici certains cas qui n ont pas t report s en raison du fait qu ils sont rest s sans suite ont fait l objet d appr ciations de faisabilit et d utilit Ces appr ciations ont permis de constater certains obstacles apparaissant diff rentes phases du travail De plus apr s la r alisation de certains travaux des questions d ordre pratique et psychologique ont men la red finition du but du travail et ou au changement de l utilisation du r sultat final Il est possible de distinguer deux principaux types de probl mes li s l utilisation de la photo gramm trie et la mod lisation 3D e les inconv nients li s l utilisation de techniques avanc es e les risques li s l utilisation des r sultats sous la forme de mod les 3D La photogramm trie num rique et la mod lisation 3D sont deux outils particuliers de traitement de donn es 2D et de traitement et visualisation de donn es 3D Leur utilisation n cessite un quipe ment et des connaissances sp cifiq
306. ieux sans quoi l investigateur risquerait de se perdre dans une masse d informations non pertinentes Une fois que les l ments ont t recueillis il faut les analyser de mani re fournir des indices permettant par exemple de d terminer l origine des traces ou d valuer les hypoth ses sur ce qui s est pass Par analyse et exploitation dans le contexte forensique il faut entendre le traitement des informations afin d en extraire des indices utiles pour essayer de r pondre des questions particuli res pos es par les enqu teurs puis le tribunal La photogramm trie est une forme d analyse d images le traitement photogramm trique permet de faire des mesures sur les sujets photographi s L information et les observations faites lors des investigations doivent tre valoris es Une simple mesure n est pas un indice si elle n est pas contextualis e avec les autres donn es de l affaire Martin 2002 En sciences forensiques la photogramm trie combin e avec la mod lisation 3D est un outil d ana lyse et d exploitation de l information dans plusieurs domaines e l valuation de donn es anthropom triques partir d images Klas n et Fahlander 1996 pour la d termination de la taille d un individu Angelis et al 2007 Bijhold et Geradts 1999 Compton et al 2000 Criminisi et al 1998 Criminisi 2001 Klas n et Fahlander 1996 Klas n et Li 1998 Lee et al 2008 Lynnerup et Vedel 2005 la reconnaissance fa cial
307. igation 7 3 La mod lisation des v nements 7 3 1 G n ralit s La mod lisation des v nements fait intervenir la reconstruction tape par tape des mouvements et des changements qui ont eu lieu sur la sc ne Pour que cette reconstruction soit possible il faut avoir connaissance de la configuration des lieux diff rents instants Des renseignements allant dans ce sens peuvent provenir de plusieurs moyens D abord l tat final de la sc ne est une premi re source d information pouvant servir reconstituer les v nements qui se sont d roul s que ce soit sous la forme d enregistrements visuels ou de traces Dans certains cas l tat initial de la sc ne et des objets en examen peut tre tabli Par la suite il faut reconstruire les tapes interm diaires relatives la s quence des v nements Cela peut tre fait de plusieurs mani res e par l analyse des enregistrements de s quences d images de vid os ou autres donn es tempo relles e par l analyse des traces e par l valuation et la combinaison de diff rents t moignages e par des calculs ou des mod lisations informatiques S agissant de la reproduction dans un mod le 3D des reconstructions des v nements plusieurs approches pour l introduction des diff rentes tapes peuvent tre adopt es Pour ce faire il est im portant d avoir des informations sur l volution des v nements Ainsi les donn es peuvent tre introduit
308. il Pai 2004 S Govir Par Principles of Computers Graphics Springer New York 2004 Green et al 2002 J GREEN S MATTHEWS et T TURANLI Underwater Archaeological Surveying Using PhotoModeler VirtualMapper Different Applications for Different Problems The International Jour nal of Nautical Archeology 31 2 283 292 2002 Guillotin 1997 X GUILLOTIN Mise au point d une m thode photogramm trique rapide appliqu e lar ch ologie Th se de doctorat Ecole Sup rieure des G om tres Topographes Le Mans 1997 Hanke et Ebrahim 1997 K HANKE et M B EBRAHIM A Low Cost 3D Measurement Tool for Architec tural and Archaeological Applications In CIPA Symposium 1997 vol XXXI Part 5C1B Goteborg 1997 Heindl 1915 R HEINDL Photogrammetrie ohne Spezialkamera F C W Vogel Leipzig 1915 Heinert 1995 W HEINERT Computer Aided Preparation of Crime Scene Drawings In F S F PRESS d 11th INTERPOL Forensic Science Symposium p 330 333 1995 Helaers et de Kinder 2000 J HELAERS et J de KINDER Investigation of Documents Using 3D Profilo metry n ENFSI d European Academy of Forensic Meeting Cracow 2000 Herrera et Rodriguez 1999 F HERRERA et S M RODRIGUEZ Courtroom Technology Tools for Persua sion Trial 35 5 66 70 1999 Heuvel 2000 F A v d HEUVEL Trends in CAD Based Photogrammetric Measurement International Archives of Photogrammetry and Remote Sensing 33 5 2 852 86
309. il techniquement r alisable 8T investigation photogramm trique va t elle apporter des donn es utiles pour l enqu te 7 Cela a t remarqu surtout au chapitre 7 en pr sentant des cas o la mod lisation 3D est utilis e pour appr cier des hypoth ses sur le d roulement des v nements 8 Cela a t remarqu lors de la pr sentation de certains travaux effectu s dans le cadre de cette recherche mais est galement reconnu et report dans la litt rature surtout dans le milieu judiciaire anglophone o l importance de convaincre le juge ou le jury est tr s importante 187 10 3 Recommandations risquent d omettre d appr cier l information la base de la repr sentation ou de ne pas percevoir les l ments importants ou erron s puisqu ils sont en quelque sorte noy s dans l effet captivant du mod le 3D Sans entrer dans des consid rations psychologiques ou sociales qui d passent le cadre de cette recherche il faut tout de m me consid rer l importance de l aspect fascinant d une re pr sentation virtuelle num rique d un objet ou d un lieu L op rateur travaillant sur une restitution photogramm trique combin e avec la mod lisation 3D doit r sister la tentation de faire primer l aspect infographique par rapport aux aspects techniques scientifiques et d investigation En ce sens la simple question A quoi sert le mod le 3D dans le cas en question permet de diriger le travail et la r flexion
310. illant ce que l appareil photographique utilis pour la documentation soit correctement d fini Le logiciel effectue une recherche automatique des points de calage primaires d finis par les points de rep re cod s Ensuite il combine ces points avec des points de calages secondaires d finis par des points clairs ou sombres selon les conditions de travail tablies au pr alable Dans le cas pr sent des points blancs ont t utilis s Ces points peuvent tre d termin s par des points plus ou moins brillants et pr sentant un bon contraste avec la zone qui les entoure ou comme dans ce cas par des rep res adh sifs noir blanc Les points de calage secondaires ont t utilis s pour am liorer l orientation externe des images Comme d crit dans le chapitre pr c dent la restitution photogramm trique effectu e par le logiciel Tritop peut tre utilis e comme base pour l acquisition d un mod le 3D avec le syst me ATOS Dans le cas pr sent un des buts du travail tait de retrouver des informations 3D de la d formation sans devoir effectuer une mod lisation 3D active de la surface du v hicule Pour cette raison de nombreux points adh sifs noir blanc ont t appliqu s sur tout le v hicule Apr s la recherche automatique des points de calage primaires l orientation externe et la fixation des points de calage secondaires le r sultat appara t sous la forme d un nuage de points correspondant aux points de calage qui
311. images fixes dans la vid o Le r sultat une vid o de 7723 a t rendu sur DVD en deux formats diff rents 480 x 360 et 620 x 480 pixels R sultats Fic 7 5 Images extraites de la vid o de mod lisation des v nements des intervalles de temps variables du d but en haut gauche la fin en bas droite A noter les diff rences d illumination dans les diff rentes parties de la sc ne selon l clairage pr sent Images extraites de la vid o fournie par la Police Scientifique du Tessin Le r sultat de la mod lisation 3D est une sc ne 3D qui comporte plusieurs l ments fixes ainsi que certains l ments qui changent au cours du temps les humano des certains objets et les cam ras virtuelles Ce mod le a t labor de fa on produire une vid o pr sentant toutes les informations recueillies lors de l enqu te forensique en les combinant avec les t moignages Les images de la figure 7 5 ont t extraites de la vid o en question Cette reconstruction a t demand e sp cifiquement par le magistrat des mineurs pour faciliter l interpr tation des v nements et pour pouvoir relier les indices retrouv s avec les t moignages des auteurs Il a t possible e d tablir la concordance entre les diff rentes observations de l enqu te 155 7 3 La mod lisation des v nements e de disposer d une vision globale de tous les l ments e d expliquer certaines hypoth ses e de v
312. ime permet de sto cker organiser g rer et visualiser les images provenant du SpheroCam les photographies des fichiers audio des mod les 3D des annotations et des vid os Les r sultats sont utilis s par les polices pour la gestion du cas la mise jour des informations et lors des briefings Au tribunal elles sont utilis es par les diff rentes parties pour la pr sentation de l affaire Ce type de visualisation est tr s pratique car il permet de naviguer travers les images et les autres donn es comme dans un site Internet figure 7 10 Il demeure toutefois un syst me principalement en 2D les images sont la base de la visualisation liens vers une image panoramique carte ou plan Outil de gestion des lieux affichage principal 4 lien vers une annotation lien vers une image Affichage des m ta donn es Image de d tail Fen amp tre de l annotation Fic 7 10 Illustration de la fen tre du logiciel R28 Crime avec la description des diff rents outils bas e sur le r sultat d une simulation d un meurtre pr t pour la pr sentation aux enqu teurs ou au tribunal 7 5 Synth se Ce chapitre cible l tude sur les possibilit s offertes par la mod lisation 3D pour la gestion et la pr sentation des r sultats Dans le chapitre 6 quelques exemples d emploi pour l analyse et la pr sentation ont t propos s Dans ce chapitre l application de la mod lisation 3D a t largie pour mod liser
313. impact et ricochets sont retrouv es Plusieurs mesures sont prises et un plan des lieux est des sin Trois ann e apr s les faits le juge demande un compl ment d investigation Mission Illustrer la situation des lieux avec tous les l ments retrouv s en y int grant les r sultats de l expertise r alis PIPS Ce travail a t fait en collaboration avec les sp cialistes en armes feu de VIPS Il combine les donn es de l expertise avec le relev photogramm trique effectu sur les lieux Mat riel et m thodologie sur les lieux Mat riel utilis e appareil photographique num rique Fujifilm FinePix 3 Pro avec objectif Sigma EX As pherical IF 15 30 mm flash annulaire Elinchrom Ranger RX ordinateur portable DELL Latitude C840 Plus c nes de marquage noir blanc jalons de 2 m tres et rep res jaunes num rot s adh sif blanc t l m tre laser Leica amp Disto pro a 79 5 3 Les autres accidents Fic 5 9 Vue g n rale des lieux de l accident de chasse depuis le point de vue du chasseur le plus proche de la victime Le travail sur les lieux a t effectu par 3 personnes L endroit o a eu lieu l accident de chasse se trouve dans une for t de sapins dense Sur certains arbres et souches la num rotation effectu e par les policiers lors du premier relev des lieux tait encore visible Quelques prises de vue g n rales et des prises de vue de la position de la victime
314. in e avec la mod lisation 3D est un outil de travail int ressant surtout pour l tude de questions qui concernent des donn es m triques Le but peut tre de fournir une mesure ou un indice concernant une question particuli re li e une analyse d une trace ou d un objet Les questions sur l origine des traces du point de vue photogramm trique peuvent tre classifi es en deux cat gories e des questions m triques du type quel est la longueur de la trace de freinage Quelle est la taille de l individu sur l image Quelle est la dimension de l objet sur la vid o e des questions d analyse m trique Dans ces cas la r ponse n cessite l examen de la trace ou de l objet afin de fournir des indices au tribunal ou aux enqu teurs Les questions peuvent tre quel type de v hicule a laiss ces traces de freinage Est ce que la personne sur l image est M X L arme sur l image est il un fusil de chasse Pour le premier type de question une valeur num rique est suffisante comme r ponse Cette valeur doit tre imp rativement compl t e par une indication de sa fid lit et ventuellement par des consi d rations concernant sa justesse et sa validit Sans ces informations la valeur m trique ne peut pas tre utilis e pour une comparaison ou pour une recherche dans une banque de donn es le r sultat de la correspondance ne peut pas tre valu Pour r pondre aux questions du deuxi me type il
315. in e d apr s une analyse photogramm trique d une image avec un suspect indice 1 et la correspondance entre le dessin de la trace de semelle et les chaussures du m me suspect indice 2 renforcent le lien combinaison indice 1 et indice 2 du suspect avec les lieux 13La position du v hicule tablie tape apr s tape d apr s la s quence d images d une cam ra de surveillance permet d appr cier le comportement du v hicule sur la route 133 6 5 L analyse des lieux 6 5 2 L attentat de Zoug analyse balistique Faits Le 27 septembre 2001 vers 10h30 un forcen entre dans le parlement du canton de Zoug arm d un Fass 90 d un pistolet SIG Sauer d un fusil 4 pompe et d un revolver Il tire environ 90 coups de feu et fait exploser une bombe artisanale avant de se suicider Au total 14 parlementaires sont tu s Mission Effectuer une reconstruction des trajectoires des coups de feu qui ont t tir s lors de l attentat Les r sultats de l enqu te ont t publi s dans le rapport Nyffeler et Schwyter 2003 Echelle 5 m Fic 6 15 Plan du parlement de Zoug o a eu lieu l attentat avec la position des corps des victimes lors de l intervention sur les lieux Plan fourni par le WD UTD de la police de la ville de Zurich Mat riel et m thodologie Sur les lieux plusieurs personnes faisant partie de la police et des secouristes sont intervenues Apr s s curisation des lieux l investig
316. initial de la structure et essayer de d terminer la dynamique de l effondrement Dans le deuxi me cas paragraphe 5 3 3 les informations sur l l vation du terrain sont indis pensables pour comprendre comment le tireur et la victime taient situ s l un par rapport l autre et valuer la trajectoire du tir Les images prises depuis ces deux points de vue dans leurs directions respectives fournissent une appr ciation de la morphologie du terrain la figure 5 9 pr sente une de ces vues tandis que le plan obtenu offre une vue de la sc ne depuis le haut 5 4 Les tats des lieux internes 5 4 1 G n ralit s Les tats des lieux internes concernent les crimes ou les accidents ayant eu lieu l int rieur d un b timent cambriolages crimes violents accidents domestiques et ainsi de suite La photogramm trie num rique combin e avec la mod lisation 3D appliqu e la fixation de l tat des lieux internes est relativement r cente En principe la st r ophotogramm trie se pr te difficilement ce genre de documentation car le mat riel est trop encombrant pour pouvoir tre utilis ais ment Des solu tions photogramm triques en utilisant une seule image avaient d j t propos es au d but du XX si cle il s agit de m thodes qui se basaient sur l application des principes de g om trie descrip tive Bertillon 1912 Heindl 1915 Tomellini 1908 Ces approches sont encore utilis es aujourd hui en
317. introduits Ces mod les ont t plac s de mani re faire correspondre la position des chaussures du suspect au sol sur les images Ensuite la taille du mod le et la position des bras des jambes et du torse ont t adapt es selon celles du suspect qui taient visibles Lorsque la taille et la position correspondent parfaitement elles sont fix es La grandeur de chaque humanoide a ensuite t fix e de mani re s adapter chaque image Au total six images ont t analys es afin d estimer la taille du suspect figure 6 18 R sultats Tous les l ments d couverts ont t combin s dans un m me fichier sous la forme d un mod le 3D repr sentant virtuellement les lieux du crime les traces retrouv es et les r sultats de l exploitation des traces Ces donn es comprennent e la position l orientation et la qualit des diff rentes traces r v l es sur les lieux 137 6 5 L analyse des lieux Fic 6 18 Les 6 images provenant de la vid o de la cam ra de surveillance qui ont t analys es pour estimer la taille du pr sum auteur du crime e six positions postures et mesures de l individu film par les cam ras de surveillance Pour montrer efficacement la disposition des traces et des autres l ments trois fichiers pr sentant des mod les 3D diff rents ont t cr s le plan des lieux est pr sent au chapitre pr c dent figure 5 12 e un mod le 3D pr sentant les lieux avec des
318. ion a pour but de fournir des indices aux enqu teurs ou la cour A c t du travail technique proprement dit le sp cialiste doit d terminer la signification de l indice en ce sens l valuation des erreurs des incertitudes et l interpr tation de l indice sont indispensables Lors de l acquisition des donn es le sp cialiste doit appr hender les informations n cessaires Cela d pend des outils de travail pour l analyse et du r sultat recherch Lors de la mod lisation d hypoth ses ou d v nements les consid rations les plus importantes concernent la repr sentation des r sultats L outil de travail principal est le logiciel de mod lisation 173 8 4 Les r sultats Reception de la mission v r ception des donn es initiales D finition du but et de la m thodologie de travail Acquisition des donn es Les donn es acqu rir peuvent tre de diff rentes sortes images mesures vid os t moignages croquis plans mod les 3D compl mentaires etc Traitement et analyse des donn es Interpr tation des r sultats Evaluation de la qualit et de la validit des r sultats Pr sentation des r sultats Fixation et illustration But du travail pr senter les lieux les objets et autres l ments li s un crime sous la forme de plan photormod le vid os ou mod le 3D interactif Restitution photogramm trique et finition du mod le 3D Choix des l ments montrer et cr ation de
319. ion de la prise de vue de plus en sachant que la trace se trouve sur une surface plane une donn e g om trique sur le sujet est galement connue Pour calculer la taille de la trace il suffit une mesure de contr le sur le sujet venant par exemple d une r glette point objet Fic 2 1 Sch ma illustrant le principe pour la d termination du point objet partir d une image Le point objet se trouve sur un objet en brun de g om trie connue L intersection entre le faisceau partant du point image et l objet permet de d terminer la position du point objet La m thode qui se base sur l intersection de plusieurs rayons se r f re la technique photogram m trique qui combine au moins deux photographies pour retrouver les donn es m triques des sujets photographi s Pour que cela soit possible il faut conna tre les conditions de prise de vue et les caract ristiques de l appareil photographique Depuis chaque image en connaissant l orientation de l appareil il est possible de tracer un rayon ou faisceau qui part du point image et passe par le centre optique de l objectif La position du point objet est retrouv e en combinant au moins deux rayons venant du m me point objet partir de deux images diff rentes figure 2 2 Si plus de deux rayons sont pr sents c est dire que le point objet est visible sur plus de deux photographies une compen sation des faisceaux est possible La st r ophotogramm trie et la photogra
320. ions et res titue une seule image celle de l oeil directeur avec une information ajout e le relief de la sc ne Cette capacit percevoir la 3D est galement li e l loignement des sujets regard s l impression de profondeur sera plus claire courte distance des yeux dizaines de m tres qu grande distance Cet exemple d voile aussi les 2 tapes principales du travail photogramm trique La premi re tape consiste collecter les informations dans l exemple pr c dent les images cr es par les yeux La deuxi me tape consiste traiter ces donn es de mani re valuer des distances sur les sujets pr sents sur les images Pratiquement les techniques utilis es pour faire des mesures sur des images diff rent selon les conditions dans lesquelles les photographies ont t prises et selon les informations disposition la photogramm trie avec une seule image regroupe les techniques de mesure sur une seule image e les m thodes graphiques par lesquelles les mesures sont faites par le dessin de lignes et le calcul de distances par les principes de la perspective 2 2 Les principes e la projection inverse m thode par laquelle un n gatif est projet sur la sc ne originale La position et la taille des objets sont retrouv es par comparaison entre les objets pr sents et la projection e les m thodes analytiques gr ce auxquelles la position et l orientation de la prise de vue sont d termin es E
321. ions quant au d rou lement des v nements il faut tenir compte de la sc ne dans sa globalit et connaitre pr cis ment la disposition des diff rents l ments dans l espace Les deux exemples pr sent s ici montrent l im portance de bien diff rencier ce qui a t relev et ce qui a t introduit comme l ment additionnel pour l analyse La valeur de ces donn es est diff rente e les objets sur les lieux sont indispensables pour l analyse Il s agit de composants fixes 140 Chapitre 6 L analyse et l exploitation des donn es e les traces sont les l ments de base que l investigateur a recherch sur les lieux Elles vont permettre de lier une personne ou un objet un crime ou tre utilis es pour comprendre les v nements e les mod les 3D additionnels d analyse par exemple les lignes utilis es pour d finir les trajectoires ou les humanoides virtuels pour l estimation de la taille ne sont pas pr sents sur les lieux mais d coulent de l investigation et de l interpr tation que le sp cialiste a r alis Ils ne sont pas r els mais sont utiles pour expliquer des indices Lors d une analyse des lieux plusieurs traces peuvent avoir t examin es La mod lisation 3D permet de rassembler les traces et les r sultats des investigations dans un seul fichier m me si elles sont pr sentes sur une paroi sur le sol ou dans l espace 3D La m thode de pr sentation des r sultats varie selon les obje
322. iques e les risques de l utilisation de la mod lisation 3D en rapport avec l effet fascinant d une re construction virtuelle Finalement l application de la photogramm trie combin e avec la mod lisation 3D semble tre peu probl matique car le mat riel utiliser sur les lieux est la photographie un moyen d enregistrement qui est bien connu en sciences forensiques et les r sultats obtenus permettent d avoir une vision 3D de l objet photographi avec en principe une bonne qualit Mat riel Lors de l investigation diff rents moyens sont utilis s pour documenter les l ments de la sc ne prise de notes mesures photographies et ainsi de suite Chaque outil a ses propres caract ristiques et usages plus ou moins sp cifiques pour l enregistrement des informations li es l affaire une http www virtopsy com Acc d le 1 7 2008 Chapitre 1 Int r t et but de la recherche prise de vue si elle est effectu e selon les r gles de l art enregistre l information visuelle d une sc ne plus efficacement qu une description crite tandis que les prises de notes permettent de relever d autres donn es qui ne sont pas reproduites dans une photographie La photogramm trie est une technique qui se base sur la documentation des informations visuelles et m triques de la sc ne L quipement n cessaire pour effectuer une restitution photogramm trique et par la suite un mod le 3D comprends quatre outils de ba
323. iques de photogramm trie num rique combin es avec la mod lisation 3D peuvent tre utilis s dans plusieurs buts documentation illustration analyse et d monstration Ces quatre actions repr sentent galement la s quence de travail du sp cialiste lors de chaque investigation la premi re tape du travail consiste 4 recueillir toutes les informa tions utiles pour l enqu te ces donn es serviront dans un premier temps pr senter l tat des lieux tel qu il a t d couvert L tape suivante consiste analyser et exploiter les l ments recueillis afin de fournir des indices des reconstructions d v nements ou des mod lisations d hypoth ses au mandataire Chaque tape comporte des besoins mat riels des m thodologies et des particularit s d interpr tation diff rentes Cette recherche a permis de d composer chaque tape du travail et de dis cuter des caract ristiques et des r sultats pouvant tre obtenus dans diverses situations forensiques A partir des observations faites plusieurs remarques g n rales sur les avantages de l utilisation de la photogramm trie num rique combin e avec la mod lisation 3D surgissent e les r sultats obtenus peuvent tre tr s vari s permettant ainsi de r pondre aux diff rentes questions d investigation Les techniques utilis es dans cette recherche ont t appliqu es dans diff rents contextes en exploitant au mieux les qualit s des r sultats obtenus Ainsi il a
324. is es pour effectuer des mesures ou dessiner des points ou des polygones sur le plan d fini pr c demment 211 GTG A 4 3 Exemples de r sultats obtenus apr s ajustement des faisceaux Ces donn es sont issues de l ajustement des faisceaux d images lors d un test d valuation du syst me RolleiMetric voir paragraphe 4 3 1 Elles ont t extraites du fichier BB6 Ce dernier contient les r sultats apr s ajus tement des faisceaux position et orientation des images cordonn es des points de calage restitu s avec l indication de la qualit des r sultats Rollei Metric CDW bundle adjustment 06 25 05 1 Step Unit angles gon Unit object coordinates m Unit image coordinates mm Estimation method Adjustment Number of fixed points 0 Number of new points 49 Number of observations 849 Number of additional observations 9 Number of unknowns 315 Number of images 28 Number of cameras 1 Convergence limit 1 000E 005 Begin of computation 06 25 05 at 16 49 07 Ranc deficiency 0 Calculate improvement of unknowns after step 1 0 000000 Error check step 1 Image no 1 camera no 15 rot 1 Tilt Axis Swing CPos X CPos Y CPos Z 18 443 52 179 0 491 4 541 0 296 1 295 0 067766 0 060143 0 052873 0 002785 0 002466 0 003282 Average residuals of x 0 007669 of image coordinates y 0 007197 Image no 2 camera no 15 rot 1 Tilt Axis Swing CPos X CPos Y CPos
325. ise en rouge la position pr sum e du chasseur le plus proche en bleu la position de la victime en violet les traces d impacts pr sentes sur les arbres et en rose la position de la bourre 82 Chapitre 5 La documentation et l illustration d tats des lieux 5 3 4 Discussion Le but du travail pour les investigations des accidents autres que le simple relev des lieux des accidents de la circulation peut tre tr s variable Dans cette section seulement deux exemples ont t pr sent s les situations dans lesquelles l utilisation de la photogramm trie combin e avec la mod lisation 3D est envisageable peuvent tre diff rentes La discussion qui suit tient compte galement des observations faites lors de l analyse de quelques cas suivis pendant les stages Mat riel et m thodologie Lors de relev s photogramm triques d accidents ou d lits particuliers s tendant sur une vaste r gion avec une configuration particuli re ou impliquant une investigation sp cifique le mat riel et la m thodologie doivent tre adapt s au but et aux conditions de travail Pour l accident de travail 5 3 2 lors de la fixation de l tat des lieux il a t n cessaire de d placer les d bris de la structure pour pouvoir enregistrer les parties cach es Apr s chaque d blaiement une s rie de photographies a t prise Au laboratoire les diff rentes s ries d images sont combin es pour cr er le mod le et la restitu
326. isir des positions et des orientations de fa on obtenir toujours des images qui peuvent tre li es par paire gauche droite Cette m thodologie issue de la st r ophotogramm trie est facilement utilisable sur les lieux ouverts comme dans les cas d accidents de la circulation Par contre dans des endroits plus restreints elle est plus difficile mettre en oeuvre m me si avec un peu de pratique elle est parfaitement exploitable Ce syst me comprend plusieurs outils qui le rendent tr s pratique lors du traitement de donn es Avec le logiciel Elcovision les images sont avant tout orient es par paires ensuite chaque paire est combin e avec les autres pour obtenir une orientation absolue globale Pour dessiner et finaliser le r sultat que ce soit un mod le 3D ou un plan tout le travail est compl t sur AutoCAD grace un plug in Comme avec les logiciels de RolleiMetric mais avec plus d aisance Elcovision peut int grer des autres donn es venant de tach om tres ou autres moyens de t l d tection La derni re volution du logiciel permet d orienter les images automatiquement avec et sans point de contr le cod Ce syst me est exploit par la plupart des cantons suisses Collectif 2006 Collectif 2007 Collectif 2008 Tritop ATOS L entreprise GOM Gesellschaft f r Optische Messtechnik bas e en Allemagne propose un syst me tr s volu de photogramm trie num rique multi images le Tritop combin avec un scanne
327. issances des intervenants Les techniques permettant d obtenir des mesures et par la suite des donn es 3D partir d objets r els doivent tre consid r es comme des outils de travail pouvant tre utilis s pour atteindre le ou les buts pr fix s de l investigation Dans le choix du syst me et de la m thodologie de travail trois aspects doivent tre pris en consid ration e le but du travail e les caract ristiques de la situation laquelle le sp cialiste a affaire avec des donn es et des particularit s qui forcent choisir une technique et une m thodologie de travail plut t que d autres e les qualit s intrins ques de certaines techniques qui m neront le sp cialiste appliquer une approche plut t qu une autre 7 Cela se remarque surtout en comparaison avec l arch ologie 8Dans certains contextes publicit politique la mod lisation 3D est utilis e comme moyen d influence 1 5 Contenu de la th se 1 4 2 Objectifs de la recherche Cette recherche touche les diff rentes tapes du processus du travail photogramm trique combin avec la mod lisation 3D 1 l acquisition des donn es cela comprend les photographies les mesures et tout autre moyen d enregistrement fournissant des donn es pour la restitution photogramm trique et la finition du travail 2 la restitution photogramm trique et la finition du travail les images sont combin es pour retrouver la troisi me dimension Le mod
328. iste lors de l application de ces techniques dans des situations forensiques Chaque sujet trait dans cette recherche m riterait d tre approfondi par une th se Le but de ce travail tant de montrer les possibilit s offertes par les outils de photogramm trie num rique combin e avec la mod lisation 3D en sciences forensiques et de discuter de leurs applications d un point de vue criminalistique il n a pas t possible d approfondir davantage chaque sujet Cela sera le r le d autres chercheurs 190 Chapitre 11 Perspectives 11 1 Evolution technologique Les syst mes de photogramm trie num rique et de mod lisation 3D sont en plein d veloppement Les am liorations touchent tout le processus de travail de l acquisition au moyen de pr sentation des donn es m thodologies de travail et syst mes d acquisition perfectionn s techniques de traitement des donn es plus avanc es et nouvelles m thodes de visualisation Cette section donne un aper u de l volution en cours en ciblant les observations sur les applications forensiques Cet aper u ne pr tend pas tre exhaustif tant donn les nombreux domaines dans lesquels la mod lisation 3D est en train d apparaitre et le d veloppement rapide des outils de travail de mod lisation 3D 11 1 1 Syst mes d acquisition Dans cette recherche la photogramm trie a t principalement employ e comme technique pour la restitution des objets sous la forme de mod
329. itation 2D Combinaison de donn es Plans Mesures Coupes Am lioration du rendu Elevations Fic 4 11 Sch ma illustrant le processus de restitution photogramm trique combin e avec la mod li sation 3D avec les possibles sources d erreurs Adapt de Drap 1997 65 Chapitre 5 La documentation et l illustration d tats des lieux 5 1 Introduction Dans cette recherche le terme documentation d signe l acte de recueillir et de conserver des donn es li es un accident ou un d lit tandis que illustration correspond l acte de pr senter des informations et des r sultats enregistr s lors de l investigation que ce soit par des images plans 2D ou mod les 3D Lors de la documentation du lieu d un crime ou d un accident il est important d enregistrer toutes les informations afin de disposer d un compte rendu des lieux des objets des personnes des traces et des autres l ments qui pourraient tre utilis s dans l enqu te Les lieux d un crime ou d un accident sont la source de tous les indices utilis s pour d montrer l existence d un crime d terminer le ou les auteurs les victimes ou d autres personnes impliqu es et essayer de reconstruire les v nements Par lieuz il faut entendre l endroit ot les v nements ont eu lieu et tous les objets qui y sont li s Selon les circonstances il arrive que les lieux soient tendus sombres humides compl tements submerg s ou dans des endroits difficilement atteignables
330. ition des donn es compl mentaires il faut que toutes les informations n cessaires pour analyser et exploiter les traces soient relev es Les donn es peuvent tre tr s diff rentes selon le but du travail la m thodologie choisie et la qualit du r sultat recherch e e lors de la cr ation du mod le photogramm trique et la finition du plan ou du mod le 3D les besoins et les conditions de travail sp cifiques chaque trace doivent tre prises en compte e lors de la pr sentation des r sultats il faut que le contenu du plan ou du mod le 3D final soient coh rents avec le domaine dans lequel l investigation a t effectu e Durant le stage au WD et l UTD de la police de la ville de Zurich il a galement t possible de voir une affaire de viol avec meurtre dans laquelle des morsures avaient t laiss es sur le corps de la victime Le m decin l giste a travaill avec le sp cialiste de l UTD pendant la comparaison des traces de morsure selon les proc dures de travail d velopp es au pr alable Br schweiler et al 2003 Thali et al 2003c Dans ce cas les traces de morsure ont t textur es sur le mod le 3D du corps de la victime Deux suspects ont t interrog s et des mod les en pl tre de leur dentition ont t faits Ces mod les ont t par la suite num ris s avec le syst me ATOS La comparaison entre les traces et le mod le 3D de la dentition a t accomplie avec le logiciel 3Ds Max lo
331. itude ne peut pas tre utilis e pour cor riger le r sultat Bich 2002 Collectif 1993 Organisation Internationale de Standardisation 1995 Kacker 2000 Lira 2002 Taylor et Kuyatt 1994 4 2 3 Les erreurs L erreur est caract ris e par trois composants e l erreur syst matique est la d viation syst matique de la mesure d une grandeur par rapport la vraie valeur Elle est mesur e par la diff rence entre la valeur vraie d une grandeur et la valeur estim e par la moyenne des mesures e l erreur al atoire est une diff rence al atoire entre une mesure individuelle et la vraie valeur Par d finition la valeur moyenne d une erreur al atoire est nulle e l erreur grossi re r sulte d une mauvaise manipulation ou d un disfonctionnement du syst me de mesure Elle n est g n ralement pas prise en compte lors du calcul du r sultat de la mesure L erreur syst matique est engendr e par des facteurs d influence sur la m thode de mesure En li minant l erreur syst matique il est possible de rendre la mesure plus juste Cela se fait g n ralement par la mesure d un l ment de r f rence de grandeur connue certifi e un talon La diff rence entre grandeur r elle et grandeur mesur e le biais est utilis e pour corriger la m thode de mesure L erreur al atoire est toujours pr sente lors de mesures r p t es de la m me grandeur Dans la plupart des cas les diff rents r sultats d une s rie de mesure ont
332. itution photogramm trique r alis e par l IRM de l Universit de Berne Mat riel et m thodologie La travail photogramm trique a t r alis avec le syst me Elcovision Sur les lieux 2 personnes ont effectu le travail de fixation La pi ce ot le meurtre a eu lieu est d environ 4 m x 4 m avec un lit une armoire une commode et d autres objets Des projections de sang sont pr sentes sur la paroi derri re le lit et sur les objets qui les entourent Des traces de sang passives sont pr sentes sur le lit Le mat riel utilis pour la fixation sur les lieux a t le suivant e un appareil photographique FujiFilm FinePix S3 Pro avec objectif Sigma Aspherical IF 15 30 mm e un tach om tre Leica TCR 405 Power e des rep res collants e un ordinateur portable pour la gestion du tach om tre Plusieurs images de la sc ne ont t prises avec flash depuis plusieurs points de vue en veillant les faire combiner par couple d images La focale a t fix e 15 mm et la mise au point l infini Des mesures ont t prises avec le tach om tre et utilis es pour cr er directement un mod le 3D brut de la sc ne Ces mesures ont galement t utilis es pour la calibration du mod le photogramm trique Pour le travail photogramm trique et la finition du mod le 3D le mat riel suivant a t utilis e Elcovision pour la restitution photogramm trique e AutoCAD pour la finition du mod le 3D L
333. ivent les diff rentes exp riences sont pr sent es avec une description du mat riel et de la m thodologie du travail Apr s chaque cas une discussion du travail et du r sultat est expos e Le but de ce travail est de fournir une vue de diff rentes applications de la photogramm trie et de la mod lisation 3D afin de pouvoir en discuter les caract ristiques selon diff rents aspects 64 Chapitre 4 Equipements et m thodes Sources d erreurs Relev photogramm trique Autres relev s compl mentaires Choix personnel des prises de vue D formations du capteur Ab rrations optiques D finition r solution inadapt e Images Mesures Orientation Interne Erreurs sur le choix des points Correction des ab rrations inefficace D fauts de mod lisation Orientation relative Mod le photogramm trique Ajustement des Espace vectoriel 3D Sans chelle faisceaux Mod le photogramm trique Espace vectoriel 3D R f rentiel terrain D fauts sur le choix du syst me de r f rence Erreurs sur les mesures Orientation absolue Mod le photogramm trique Espace vectoriel 3D R f rentiel terrain D faut de projection i Mauvais choix des points de restitution 3 Restitution Mod le 3D ou 2D brut Impr cision dans la reproduction des objets R duction des donn es Ajout de donn es avec plus d impr cisions Finition erron e de la restitution Finition Mod lisation 3D Explo
334. l pour obtenir un mod le 2D en format DGN comprenant diff rents calques correspondant aux diff rentes strates de d bris de l effondrement et des parties qui sont rest es debout Ce r sultat final t utilis pour illustrer l tat des lieux lors de l intervention avec une vision depuis le haut figure 5 8 78 Chapitre 5 La documentation et l illustration d tats des lieux Fic 5 8 Trois vues des lieux de l accident de travail En rouge la position de la victime en bleu la position du v hicule gauche en haut illustration des l ments se trouvant la base de la construction effondr e gauche en bas en vert les l ments se trouvant la base et en noir les l ment se trouvant juste au dessus A droite repr sentation de toutes les l ments de la construction effondr e les objets reproduit en clair se trouvent la base par rapport aux objets en noir Adapt du plan r alis apr s finition VUTD de la police de la ville de Zurich 5 3 3 Accident de chasse Faits Lors d une battue de chasse trois chasseurs se trouvent dans une for t de sapins dense En visant un gibier un des chasseurs tire sur un de ses coll gues le blessant gri vement Lors de l intervention de la police plusieurs traces d
335. l du point de vue forensique du point de vue photogramm trique et la combinaison des deux lors de la documentation et de l illustration d un tat des lieux Lors de la finition du mod le 3D partir de la restitution photogramm trique l op rateur doit faire attention reproduire fid lement la forme des objets pr sents sur les lieux Si le travail est purement illustratif une sch matisation des l ments petits et des d tails qui ne sont pas pertinents sera faite Lorsqu un l ment n a pas t reproduit dans un plan ou un mod le 3D des lieux mais qu il s av re pertinent par la suite il est facilement introduit dans le mod le en compl tant la restitution photogramm trique Pour faciliter la repr sentation des diff rents objets pr sents sur les lieux les images prises sur les lieux sont des sources d informations tr s utiles 5 6 3 Les r sultats Plusieurs types de r sultats peuvent tre obtenus par traitement photogramm trique ou de mo d lisation 3D l information la plus simple est une grandeur m trique il suffit de d finir deux points dans le mod le photogramm trique et le logiciel fournit la distance entre ces deux points un deuxi me r sultat est une orthoimage c est dire une image qui pr sente l information visuelle pr sente sur un plan partir d une image de d part En fixant l chelle il est possible de retrouver des mesures entre les points se trouvant sur ce plan apr s la cr ation
336. l image est analys e figure 1 1 b pour en extraire des informations notamment pour d terminer des grandeurs pour d terminer des caract ristiques physiques des sujets photographi es pour reconstituer des v nements pour extraire des informations morphologiques pour la comparaison dans une banque de donn es La photogramm trie comprend toutes les techniques qui permettent l extraction de grandeurs depuis une photographie Elle utilise la photographie essentiellement comme un objet d tude l ana lyse de l image permet d extraire une information m trique Th oriquement toutes les photographies peuvent tre utilis es pour r aliser des mesures sur les objets photographi s La simplification des logiciels de photogramm trie num rique rend cette approche int ressante dans de nombreuses situa tions mesure de la taille d un individu depuis une image venant d une cam ra de surveillance mesure d objets ou de distances sur des images provenant de lieux valuation de grandeurs sur des images de t moins ou appr ciation de la position des objets depuis des photographies d tats des lieux Par les techniques photogramm triques il est possible de retrouver la troisi me dimension partir d informa tions en 2D L informatique permet de traduire cela par des mod les 3D Il s agit d une repr sentation Aujourd hui il ny a plus de sens de distinguer la photographie g om trique car toute photographie peut
337. l int gration d outils pour le traitement photogramm trique ou de mod lisation 3D dans des logiciels qui ne sont pas de mod lisation 3D Heuvel 2000 En sciences forensiques l utilisation des logiciels de mod lisation 3D s est r pandue dans plusieurs branches e relev d accidents de la circulation Galvin 2002 Neis et al 2000 e reconstruction de visages Jones 2001 Tyrrell et al 1997 Vanezis et al 2000 e comparaison de visages Flynn et al 2008 e investigation balistique Fratini et al 2006 Subke et al 2002 L essor des syst mes d acquisition 3D et la simplification des outils de travail pour l dition et le trai tement de mod les 3D conduisent les sp cialistes forensiques travailler de plus en plus fr quemment avec ces outils et au d veloppement en parall le de programmes sp cifiques pour la mod lisation 3D dans les branches d int r t des sciences forensiques comme l investigation d accidents de la cir culation d tats des lieux ou l investigation balistique 11 1 3 Syst mes de visualisation Actuellement les r sultats obtenus par les outils de photogramm trie et de mod lisation 3D sont g n ralement pr sent s sous la forme d impressions affich s l cran et ventuellement sous la forme de projections La plupart des mod les 3D sont reproduits sous la forme de plans ou de photomod les L volution passera par le d veloppement et la g n ralisation de l utili
338. l photographique FujiFilm FinePix 3 Pro avec objectif Sigma EX Aspherical IF 15 30 mm e c nes de marquage et rep res num rot s pour les points de calage et la fixation des syst mes de coordonn es t l m tre laser Leica amp Disto pro a CDW pour la restitution photogramm trique et l valuation de la taille de l auteur du braquage 3Ds Max pour l valuation de la taille de l auteur du braquage Adobe Premiere amp pour l extraction des images depuis la vid o du syst me de surveillance 123 6 4 La combinaison des mod les 3D et des images La station service est quip e d un syst me de surveillance Ganz ZC Y12PH3 4 Lors du braquage 3 cam ras de surveillance ont enregistr l auteur depuis plusieurs endroits une cam ra se trouve l ext rieur de la station service et les deux autres l int rieur Les fichiers vid os qui comportaient des images bien visibles de l auteur du braquage ont t saisis Ces fichiers ont t trait s avec Adobe Premiere pour extraire des images montrant l auteur du braquage Les lieux du braquage ont t divis s en deux parties interne et externe avec deux syst mes de coordonn es et deux s ries de mesures Plusieurs rep res ont t plac s sur les lieux pour faciliter la localisation des points de calage Des mesures au sol et en vertical ont t faites Lors de l enregistrement photogramm trique diff rentes prises de vues de la position des cam ra
339. la cam ra et que la justesse de la mesure est moins bonne Concernant la troisi me image l individu se trouve en position droite avec les pieds sur une petite sur l vation ceci permet d expliquer la mesure sup rieure de la taille Pour les trois autres images les r sultats obtenus sont en accord avec les observations faites dans d autres recherches soit que la taille d une personne lors de la marche est inf rieure sa taille en position droite La mod lisation 3D par humano de permet de reproduire la posture de l individu sur la sc ne Comme d j remarqu avant cette reproduction est faite de mani re visuelle et subjective car sans d tails sur la taille et la forme de l individu portant les m mes v tements il est impossible d tablir la position dans l espace de chaque partie du corps partir d une seule image Seuls les pieds peuvent tre repositionn s dans l espace car ils se trouvent en principe au sol Cette information g om trique combin e avec l information visuelle de la photographie permet de fixer ces points selon le principe d crit la figure 2 1 Le repositionnement virtuel de l individu d pend des capacit s de l op rateur et de la visibilit des parties du corps en question Finalement les r sultats de la mesure sont en concordance avec la taille mesur e de l individu Cependant cette concordance est difficile appr cier num riquement sans des tudes plus approfondies sur la val
340. la photogramm trie combin e avec la mod lisation 3D peut tre utilis e comme moyen d investigation d une trace que ce soit sa source ou son activit ont t pr sent es voir section pr c dente La plupart des recherches sont ax es sur les techniques utilis es pour enregistrer l information 3D plut t que sur leur exploitation forensique concr te Les discussions concernent la qualit des r sultats obtenus en proposant des applications lors des investigations mais omettent ou limitent le d veloppement des mod les de r flexion permettant d appr cier les r sultats Dans cette section deux cas dans lesquels l exploitation de traces s appuient sur les principes de la photogramm trie et de la mod lisation 3D sont pr sent s e un accident de chasse suite du cas pr sent au paragraphe 5 3 3 e un meurtre passionnel 6 2 2 Accident de chasse investigation balistique Faits Lors d une battue de chasse trois chasseurs se trouvent dans une for t de sapins dense En essayant de viser un gibier un chasseur tire sur un de ses coll gues le blessant gri vement L arme du tireur pr sum est un fusil de chasse grenaille Lors de l intervention de la police plusieurs traces d impacts et de ricochets sont retrouv es Plusieurs mesures sont faites et un plan des lieux est dessin Trois ans apr s les faits le juge demande un compl ment d investigation Mission D terminer la position et l axe de tir du tireur pr
341. la sc ne sous les arbres le flash a t utilis A cause de la particularit des lieux avec les arbres et la morphologie du terrain cachant par endroits des r gions de la sc ne la v rification des photographies l ordinateur a t indispensable Au total 57 images et 10 mesures ont t enregistr es En une heure la fixation de l tat des lieux a t compl t e Remarque lors de cette fixation un relev des lieux traditionnel a galement t r alis Beaucoup de mesures entre les arbres et les l ments naturels ont t prises de facon disposer de toutes les informations pour la cr ation d un plan l chelle Mat riel et m thodologie au laboratoire Les logiciels utilis s pour effectuer la restitution photogramm trique et la finition du mod le 3D ont t les suivants e CDW pour le travail photogramm trique e Microstation pour la finition et l laboration du plan e Adobe Photoshop pour le traitement et la conversion des images Une copie des images a t r alis e au format TIFF avec Adobe Photoshop Certaines images pr sentant un contraste et une luminance inad quats ou inhomog nes ont t trait es afin de rendre les sujets des images plus visibles Apr s v rification des m tadonn es des images la restitution photogramm trique a t effectu e avec le logiciel CDW Dans ce cas il a t essentiel de reproduire les arbres les buissons et la d nivellation du terrain
342. la taille de l objet sur l image 3 avec l outil de transformation d former l image de fa on faire correspondre la taille et la forme de l objet de contr le sur l image avec celui pr sent sur le calque Le r sultat est une image redress e qui pr sente le sujet de l image comme si la photographie avait t effectu e avec le plan image parall le au plan objet Les mesures effectu es sur ce type d image ne sont pas pr cises comme celles qui sont obtenues avec un logiciel de photogramm trie galement dans ce cas la distorsion de l image n est pas prise en compte Finalement il faut remarquer qu aujourd hui certains logiciels de traitement d image professionnels comme Photoshop CS3 Extended permettent de faire des corrections de perspective et de distorsion sur les images En g n ralisant les tapes du travail de l analyse m trique d une image peuvent tre r sum es ainsi 1 appr ter l image analyser extraire une image d une vid o de surveillance num riser une photographie ou traiter une image pour am liorer la visibilit des sujets Il est important de conna tre les caract ristiques du syst me de prise de vue 2 appr cier les lieux o l image a t prise et valuer la possibilit de retrouver la ou les gran deurs demand es Choisir la ou les m thodes qui seront utilis es pour l analyse et effectuer les enregistrements n cessaires sur les lieux pour l application d
343. la vitesse du v hicule Quelle est la taille de la personne Quelle est la grandeur de l arme e un but de comparaison est ce que le v hicule a d pass la limite de vitesse Est ce que l individu sur les images du syst me de surveillance est de la m me taille que le suspect Est ce que la longueur de l arme sur l image du t moin correspond la longueur d un fusil de chasse particulier Pour r pondre au premier but de l extraction d une mesure depuis une image dans le contexte forensique il suffit de fournir la valeur de cette distance avec l intervalle d incertitude Lors de la comparaison d une mesure extraite d une image avec une autre grandeur il est indispensable d valuer la force de la comparaison La grandeur en question peut tre une valeur pr cise comme la limite de vitesse qui est une valeur fixe et bien pr cise ou peut tre une grandeur variable comme la taille d un individu qui varie en fonction de l ge du moment de la journ e ou de la posture Selon le domaine d investigation les facteurs influen ant l interpr tation du r sultat de la comparaison est diff rente dans ces cas il faudra consid rer les conventions qui r gissent le domaine en question 6 4 La combinaison des mod les 3D et des images 6 4 1 G n ralit s Dans la section pr c dente les images ont t analys es en utilisant les principes de la perspective et un logiciel de photogramm trie num rique pour en extrair
344. lairement visibles avec un maximum de contraste pour pouvoir distinguer tous les l ments de la sc ne Les appareils de moins bonne qualit peuvent tre utilis s seulement si des images compl mentaires sont enregistr es avec des appareils de meilleure qualit ou si la qualit requise lors de la restitution n est pas tr s lev e Les tests r alis s l IPS ont montr que l enregistrement avec des films argentiques n est pas la m thode de choix pour des raisons pratiques et de rapidit Dans des situations particuli res comme l enregistrement de sujets qui n cessitent la reproduction de d tails ou de traces en nombre lev qui ne sont enregistrables que dans des longueurs d onde inexploitables avec les appareils num riques traditionnels l utilisation de films argentiques peut tre n cessaire Les prises de vue photogramm triques sont diff rentes des prises de vue g n rales ou d illustration classique lors des photographies le but est de rendre visibles un maximum de d tails de la sc ne Le contraste entre les diff rents sujets doit tre lev sans n cessairement respecter les qualit s visuelles des objets Il faut profiter au maximum de l tendue tonale de l imagerie num rique en essayant d taler au mieux les couleurs selon le niveau de codage en bits et donc pr f rer un format num rique des images RAW Le choix du nombre et du type de rep res placer sur les lieux d pend des caract ristiques
345. lan l chelle des lieux Mat riel et m thodologie sur les lieux Mat riel utilis 68 Chapitre 5 La documentation et l illustration d tats des lieux Fic 5 1 Vue g n rale des lieux de l accident e appareil photographique num rique Fujifilm FinePix S3 Pro avec objectif Sigma EX As pherical IF 15 30 mm e ordinateur portable DELL Latitude C840 Plus e c nes de marquage noir blanc craie pour le marquage des traces et rep res jaunes num rot s e t l m tre laser Leica Disto pro a Deux personnes ont effectu le travail sur les lieux Le relev a t r alis dans des conditions id ales les lieux s tendent sur une surface plane d environ 20 m x 20 m sans obstacles physiques et ne n cessitent pas d tre lib r s rapidement La premi re partie du relev a consist en un croquis g n ral de la route des marquages des signalisations routiers et de la position des v hicules impliqu s Des photographies g n rales de la situation lors de l arriv e sur les lieux ont t prises fig 5 1 Par la suite une recherche de traces a t effectu e des d bris de verre des fragments de peinture et des traces de freinages ont t relev es sur la route Ils ont t photographi s leur position sur la route a t marqu e avec de la craie et ils ont t pr lev s La position de la voiture et du v lo ont galement t marqu es Les traces de contact sur la voiture ai
346. le Version initiale d velopp e par Nicolas Estoppey 2006 revue et am lio r e par Lorenzo Lanzi 2007 Le code suivant a t d velopp pour Matlab Vo Vo Vo To Vo Vo Vo Vo Vo Vo Initialisation close all clear all cle HH Mo Vo Vo Zo Vo Vo Vo Vo charger l image nom input Name of the input image with the extension s img imread nom imshow img hold a b c size img Vo Vo Zo Vo Vo Vo Vo Vo Zo o oinsoul op ourq3rioSpe op qepeP 9poo O exeuuy 9E7 D finir les 6 sommets du rectangle Enregistrement dans une variable structure point name point fori 1 6 point i name num2str i titre strcat Define point point i name Enlarge choose the region and push a keyboard key when ready title titre w 0 while w 0 w waitforbuttonpress end w 0 while w 0 point i point ginput 1 titre strcat Point point i name defined Dou you want to redefine Push a keyboard key when finished title titre templ plot point i point 1 point i point 2 r temp2 text point i point 1 point i point 2 ment right w waitforbuttonpress delete temp1 temp2 end plot point i point 1 point i point 2 ro Color g text point i point 1 point i point 2 point i name HorizontalAlignment right end point i name HorizontalAlign HV
347. le de cr er des objets qui sont caract ris s par une qualit particuli re comme la transparence la luminosit la consistance et ainsi de suite Dans 3Ds Max la fen tre Mat riaux permet la d finition de plusieurs attributs d un objet 3 5 2 Les humano des virtuels Les logiciels de mod lisation 3D peuvent contenir plusieurs outils de travail plus ou moins in t ressants pour la reproduction de formes ou objets particuliers Dans certaines situations il faut reproduire des formes d humanoides dans les mod les 3D Ces l ments peuvent tre r cup r s de puis des logiciels ou des banques de donn es sp cifiques La question de la reproduction d un tre 5Le logiciel Poser par exemple permet de cr er des formes d humanoides d animaux ou autres et de d finir des caract ristiques particuli res 36 Chapitre 3 La mod lisation 3D g om trique Fic 3 4 Illustration d une mod lisation 3D d une sc ne de crime simul e o une r v lation avec Luminol a t effectu e A gauche une image prise sur les lieux Au milieu un photomod le de la sc ne avec les objets d finis par une coloration uniforme A droite la m me sc ne 3D avec l ajout de deux photographies de la r v lation avec Luminol comme texture sur une partie du sol et sur le fauteuil Cette derni re permet de visualiser la position et la forme des traces de sang sur les objets humain dans un mod le 3D peut tre tr s complexe sel
348. le mouvements et la d formations des corps Le travail d investigation consiste en deux tapes principales la fixation de l tat des lieux et la reconstruction par l analyse des donn es afin de d terminer le d roulement des v nements L tape de collecte des informations est primordiale pour la suite de l investigation dont le travail principal est la mesure et la photographie Une fois tous les l ments recueillis il est possible de passer l analyse des donn es et la reconstruction de l accident Pour chaque instant de la reconstruction il faut que trois conditions soient remplies la conservation de l nergie la conservation de l impulsion et la conservation de la rotation Noon 1994 Les tapes de la reconstruction de l v nement sont g n ralement divis es en Arnold et al 2004 pr crash est le moment juste avant la collision les traces produites pendant cette tape sont notamment les traces de freinage de d rapage ou de contact avec les l ments de protection Les origines de l accident doivent tre recherch es ce moment ci le probl me est que ce type de traces peut avoir t d truit par la suite de l accident crash est le moment de la collision Dans cette tape les objets qui entrent en contact se d forment par l tude de ces d formations il est possible d effectuer une analyse de la collision post crash ce sont les v nements qui se d roulent apr s la collision comme un incendie
349. les 3D num riques partir des images Comme technique d acquisition des donn es elle fait partie de groupes des syst mes appel s syst mes passifs elle utilise le signal d j pr sent dans l environnement la lumi re pour enregistrer les lieux Dans ce groupe se trouvent galement les approches de photom trie st r o ou de mesure de focalisation d focalisation En revanche les syst mes actifs mettent un signal dans l environnement et mesurent ensuite l inter action de ce signal avec les sujets Remondino et El Hakim 2006 Cette base de fonctionnement est par exemple utilis e par les scanner laser 3D Tous ces syst mes de mod lisation 3D font partie des techniques de t l d tection discipline qui a pour but l enregistrement de l environnement partir d instruments de mesure n ayant pas de contact avec le sujet La photogramm trie num rique est en concurrence avec les autres syst mes de mod lisation 3D et le d veloppement d autres solutions moins complexes au niveau de la restitution des l ments par rapport l approche photogramm trique est en plein essor figure 11 1 Baltsavias 1999 El Hakim et al 1995 Fuchs et al 2004 Actuellement le d veloppement technologique des syst mes d acquisition photogramm triques se dirige vers l automatisation et la simplification des proc dures de travail jusqu des syst mes de trai tement automatique des donn es sans d finition des points de calage Albertz et Wie
350. les diff rentes s ries d images ont t compar es pour d terminer les meilleures conditions de prise de vue Les images de la troisi me s rie avec le flash ont t d finies de meilleure qualit car le niveau des d tails des objets la d finition des bords des objets et la visibilit des sujets sont les meilleurs Les particularit s des trois s ries d images sont les suivantes voir aussi la figure 4 2 s rie 1 sans tr pied sans flash images de mauvaise qualit l ger flou pr sence d art facts pr sence d ombres port es et un certain lissage des couleurs Le niveau de d tail des objets visibles sur les images est tr s faible s rie 2 avec tr pied sans flash images de bonne qualit Pr sence d ombres port es en dessous des objets pouvant cacher une partie des informations de la sc ne Le niveau de d tail des objets visibles sur les images est tr s bon 24Fournir des indications concernant l orientation des objets dans l espace implique la d finition de l orientation du syst me de coordonn es dans ce cas le terme horizontal indique un plan perpendiculaire la direction du fil plomb de la pesanteur et le terme vertical la direction du fil plomb 49 4 3 Validation des syst mes No el F1G 4 1 Croquis de la sc ne avec mise en vidence des objets su
351. les lieux de fa on enregistrer tous les l ments et pr lever toutes les traces qui pourraient tre utilis es pour l enqu te Cette tape se trouve en amont de la m thodologie de travail car lors du relev photogramm trique il faut intervenir physiquement sur les lieux en installant des c nes en apportant des marques et en prenant des mesures qui risquent de modifier ou d truire des informations Par contre pour pouvoir situer correctement chaque l ment il faut que les images utilis es pour la restitution photogramm trique soient prises sur les lieux non modifi s donc avant le pr l vement Finalement ces deux besoins contradictoires peuvent tre satisfait en exploitant les prises de vue g n rales et de d tail des pr l vements Pour faire cela il faut que les param tres internes de l appareil photographique soient connus et ne soient pas modifi s entre les diff rentes photographies 0 Le nombre de personnes sur les lieux lors d un relev photogramm trique varie en fonction du cas de l tendue de la morphologie et de la complexit des lieux G n ralement deux personnes sont le minimum n cessaire pour un tel travail Sur des lieux troits ou simples une personne peut facilement effectuer un rel vement photogramm trique Au laboratoire une seule personne est n cessaire pour la restitution photogramm trique Sauf lors de l utilisation de syst mes de reconnaissance automatique des points de calage cet
352. les prises de vue internes il sera indispensable de travailler sur tr pied ou avec un flash e d un appareil photographique ayant une d finition d image et une r solution tonale les meilleures possibles Ainsi le travail en format RAW pour les appareils photographiques num riques doit toujours tre privil gi Les pertes d informations dues par exemple la compression JPEG peuvent amener de mauvaises interpr tations des formes sur les images e d un syst me optique et de prise de vue avec des conditions internes stables e de rep res ou marquages suppl mentaires pouvant tre plac s sur la sc ne afin de rendre la morphologie des sujets mieux visible Lors des mesures plusieurs syst mes peuvent tre utilis s m tres d roulants t l m tres laser tach om tres et ainsi de suite Chaque syst me a des qualit s de mesure propres qui doivent si possible tre int gr es dans les logiciels de photogramm trie Quand cela est envisageable il faut choisir l outil de mesure le plus fid le et juste possible en consid rant galement les circonstances du cas et les comp tences de l op rateur 59 4 3 Validation des syst mes La liste qui suit non exhaustive r sume les facteurs influen ant n gativement le travail photo gramm trique et de mod lisation 3D ainsi que leurs effets et les solutions envisageables lors du relev photogramm trique gt Images avec une faible d finition et ou r solution t
353. leur position et tendue est donc une t che essentielle TLe syst me Tritop ATOS peut atteindre une d finition de dixi mes de millim tres avec une fid lit de centi mes de millim tres 73 5 2 Les accidents de la circulation w 0c EI SS cq 4109 MINS8 21210194 eDedu ep seoeJ SaJnjloA sep sepinbi ep je sejiny p snpises MWg el ep euoJeui ep uonoeurg 109 el ep euoJeui ep uonoeuirg epue6e1 monu uo F1G 5 4 Illustration du plan des lieux de l accident de la circulation adapt du r sultat final obtenu apr s finition dans AutoCAD Adapt du plan effectu l UTD de la police du canton de Berne 74 Chapitre 5 La documentation et l illustration d tats des lieux Mat riel et m thodologie Pour effectuer une restitution photogramm trique il est important que les images repr sentent clairement les sujets photographi s il faut pouvoir distinguer tous les objets et les traces pr sents sur les lieux Comme remarqu dans le chapitre pr c dent paragraphe 4 3 5 cela passe par le contr le et la gestion des l ments intervenant dans la prise de vue l clairage le sujet et l appareil photographique Lors d un accident de la circulation le sujet de la photographie se trouve g n ralement dans un espace ouvert o la multiplication des prises de vue depuis diff rentes positions ne pose pas de probl m
354. libration pour la restitution photogramm trique peuvent tre diff rents m tres bande d roulante t l m tres laser tach o m tres ou autres Lors du traitement photogramm trique il est important d introduire dans le logiciel 18L infrarouge ne peut pas tre enregistr avec des appareils num riques traditionnels Cette longueur d onde est int ressante pour l enregistrement de traces de sang de r sidus de tir ou pour l examen de documents 101 5 6 Synth se les donn es concernant la qualit de la mesure Du point de vue des logiciels de restitution photogramm trique l volution technologique m ne vers des syst mes de plus en plus conviviaux et permettant d exporter facilement les r sultats vers des logiciels de mod lisation 3D Des connaissances de base sur les principes de photogramm trie et de maniement des logiciels de photogramm trie et de mod lisation 3D sont indispensables pour un bon traitement des donn es Les logiciels de traitement d image sont souvent indispensables pour r aliser des traitements des images afin de rendre mieux visibles certains d tails ou simplement pour transformer le format des images dans un autre format adapt au logiciel de photogramm trie Lors des traitements des images il faut rester attentif ne pas cr er d art facts ou effacer des l ments pr sents sur les images et qui pourraient tre int ressants par la suite 5 6 2 La m thodologie En synth tisant
355. lisant les principes de la balistique ext rieure Ces donn es ont servi de base pour l tablissement de l axe de tir L arme et la munition utilis es par le tireur pr sum ont t saisies et ont t utilis es pour d terminer la dispersion de la grenaille lors des coups de feu Plusieurs tirs ont t faits et la dispersion a t valu e en mesurant la moyenne des dispersions de la grenaille tableau 6 1 Ecart type TAB 6 1 R sum des valeurs moyennes et des carts type de la dispersion de la grenaille lors des tirs de comparaison Ces r sultats ont t reproduits dans le mod le 3D sous la forme d un c ne repr sentant la dispersion de la grenaille lors du tir Sur les lieux de l accident un seul point d impact direct a t d termin figure 6 2 sur l arbre num rot 11 De l investigation r alis e le point d impact sugg re un axe de tir tangentiel par rapport au tronc d arbre Deux autres traces d impacts taient pr sentes mais il tait impossible de d terminer s il s agissait d impacts directs ou d impacts provoqu s par des ricochets Dans le cas pr sent il a t d cid de fixer approximativement la position du tireur pr sum dans un rayon de 50 cm et de situer et orienter les c nes partir de cette position en passant par le seul point d impact direct identifi Les possibilit s de tirs en fonction de la trace retrouv e et de la position pr sum e du tireur ont t introduites
356. llance Lanzi et al 2006 Dans les deux cas uniquement des approches de photogramm trie ont t utilis es Dans la section suivante 6 4 des exemples sp cifiques d analyses d images effectu es en combinaison avec la mod lisation 3D sont pr sent s Une vid o est une s quence d images qui se suivent avec une certaine fr quence 113 6 3 L analyse des images 6 3 2 Evaluation de la taille d un individu Projet D velopper l aide de Matlab un outil simple se basant sur les r gles de la perspective pour le calcul de dimensions de sujets pr sents sur une image But Lors des prises de vue l image transforme l information 3D en information 2D la profondeur disparait et les effets de perspective affectent la forme des objets Les probl mes principaux lors de la mesure sur une photographie sont les d formations dues la perspective et les distorsions dues la qualit du syst me d enregistrement Le but de ce projet est d utiliser les principes de la perspective pour retrouver la grandeur des sujets pr sents sur les images Une premi re version de deux algorithmes a t r alis e durant l ann e acad mique 2005 2006 par Nicolas Estoppey Estoppey 2006 Ces algorithmes ont t par la suite test s avec des images provenant de diff rents appareils et selon diff rentes conditions de prise de vue Les r sultats ont t pr sent s comme travail final de bachelor Les deux algorithmes et leurs m tho
357. lle KID G n ralement pour obtenir un mod le 3D interactif il faut exporter les donn es du mod le 3D dans un format particulier pouvant tre lu par l outil d affichage choisi Dans la plupart des cas l exportation n cessite la pr paration du mod le 3D pour l int gration d images de textes ou d autres informations utiles la pr sentation Dans ces cas lors du transfert il faudra d finir certains contenus du mod le 3D comme des liens des s lections et ventuellement des animations Un mod le 3D simple sans images et sans animations dont le but est uniquement de pr senter l tat des lieux ou autres objets sera facilement reproductible par des programmes d affichage classiques Dans ce cas l interactivit est li e simplement au d placement du mod le 3D au changement du point de vue et au zoom Dans le cas o plusieurs l ments devaient tre int gr s dans le r sultat final la cr ation du mod le 3D interactif peut devenir tr s complexe notamment si le contenu du mod le 3D est vari animations images interactions sp cifiques avec certaines parties du mod le Cela m ne souvent au d veloppement d outils de travail sp cifiques et l criture de codes et algorithmes propres au cas en question Au del des difficult s pos s par la cr ation d un mod le 3D interactif il faut remarquer qu avec ce genre de reproduction le r sultat est pr sent avec des possibilit s naturellement li es
358. lote lorsqu il effectuait certaines manipulations Pour r pondre cette question un mod le 3D de la cabine pr sentant la position pr sum e du pilote et du copilote a t labor Plusieurs hypoth ses sur l angle de vue possible des pilotes ont t propos es exemple la figure 7 3 Dans le rapport d expertise r dig pour ce cas les sp cialistes ont soulign Zu den beiliegenden 3D Darstellungen muss angemerkt werden dass es sich dabei um eine von der Systems Group gew nschte Ansicht bzw um vor der HUFAC Group vorgegebene Situationen handelt Durch unseren Dienst kann nicht beurteilt werden ob die darstellten Situationen flieger technisch korrekt sind und oder in der Flugphase unmittelbar vor dem Unfall auch stattgefunden haben Traduction libre Concernant les illustrations 3D attach es il est n cessaire d ajouter qu il s agit de vues demand es par le Systems Group respectivement de situations demand es par le groupe HUFAC Notre service n est pas en mesure de d terminer si les situations repr sent es sont correctes dans le sens technique d aviation et ou si elles ont eu v ritablement lieu pendant la phase de vol pr c dant l accident 150 Chapitre 7 La mod lisation 3D et l valuation des hypoth ses Fic 7 3 Rendu de la vue d un des pilotes Image fournie par le WD UTD de la police de la ville de Zurich tant donn qu il s agissait de reproduire et d appr cier le comportement d
359. lusieurs endroits de la paroi o se trouvait les projections de sang La r action qui a lieu lors de l application du Luminol est une chemiluminescence plus ou moins faible qui doit tre enregistr e dans des conditions environnementales sombres Plusieurs tests ont t effectu s au pr alable avec les appareils photographiques les meilleures conditions de prise de vue sont obtenues avec une exposition de 30 secondes et avec un diaphragme f 11 en fixant la sensibilit ISO 100 pendant qu une deuxi me personne vaporise le produit sur la surface d int r t Du point de vue photogramm trique il est important d enregistrer au moins deux images du m me sujet pour pouvoir le reproduire dans l espace Dans le cas pr sent il a t choisi de prendre 3 photographies de la m me zone d int r t avec deux appareils FinePix S3 Pro et un appareil FinePix S2 Pro sur tr pied avec des objectifs 17 mm Deux s ries d images de la m me r gion ont t prises la premi re avec un flash et la deuxi me pendant l application du Luminol Pour garantir la concordance entre ces deux images et aussi pour d finir des points visibles pour la restitution photogramm trique des rep res phosphorescents ont t pr alablement plac s sur la sc ne La m thodologie de travail d taill e est la suivante 1 tout le travail a t effectu dans l obscurit par 2 personnes Les 3 appareils photographiques ont t positionn s de mani re
360. m es en m tres Les deux mod les photogramm trique n ont pas t combin s en un seul car les buts de leurs restitutions diff rent En effet si un seul mod le photogramm trique global avait t cr la qualit du r sultat de la restitution photogramm trique des lieux aurait augment au d triment de la qualit de l orthoimage Au vu des diff rentes n cessit s en ce qui concerne la fid lit de la restitution photogramm trique pour les deux types de restitution lors de l analyse des traces de sang il convient de garder cette distinction et de ne pas combiner les deux mod les photogramm triques Lors de la mise en commun finale et de l interpr tation des r sultats de l analyse des traces de sang il faudra tenir compte de cette diff rence et appr cier l incertitude selon le but de l investigation 5 5 3 Accident de la circulation d formation des v hicules Faits Lors d une inversion de direction dans un virage une Audi 80 est percut e par une Audi A4 venant dans la m me direction Mission Documenter et illustrer la forme et l tendue de la d formation des deux v hicules 96 Chapitre 5 La documentation et l illustration d tats des lieux Fic 5 18 Images des deux v hicules lors de l enregistrement photogramm trique Image fournie par le WD UTD de la police de la ville de Zurich Mat riel et m thodologie sur les lieux Pour effectuer la restitution photogramm trique l
361. mani re de pr senter les r sultats et la deuxi me sur la m thode utilis e lors du travail d analyse et de l exploitation des donn es Toute analyse forensique implique un traitement des donn es selon une m thodologie particuli re afin de fournir des indices utilisables par les tribunaux Il s agit d un processus dans lequel des donn es sont exploit es pour essayer de d terminer les personnes impliqu es dans le crime ou l accident leur r le leur comportement et les v nements qui se sont d roul s Lorsque le r sultat de l analyse est pr sent il est essentiel de diff rencier les r sultats des investigations des informations de base qui ont permis d aboutir au r sultat pr sent Pour cette raison dans un plan ou un mod le 3D les observations doivent tre distingu es des r sultats des analyses Cela peut facilement tre fait par plusieurs moyens coloration couches de repr sentation s lections et autres outils selon le logiciel de mod lisation 3D Le r sultat d une analyse peut comporter des erreurs ou des impr cisions plus ou moins impor tantes Au niveau du travail forensique ces informations doivent tre valu es de mani re compl te Les techniques de photogramm trie et de mod lisation 3D facilitent ces valuations car elles peuvent tre estim es en faisant des tests et des comparaisons entre des mesures connues et les r sultats des analyses Les limites dans lesquelles une m thodologie peut
362. met de tester des hypoth ses e valuer le lien entre les diff rentes traces e avoir une vision d ensemble de tous les l ments de l affaire e essayer d valuer les v nements qui se sont d roul s Les techniques de photogramm trie combin es avec la mod lisation 3D peuvent tre utilis es pour chacune de ces t ches le plan ou mod le 3D des lieux fournit une vue d ensemble de toute la scene il est possible d y ajouter la position des traces des r sultats d investigations et de r aliser des reconstructions virtuelles des v nements ou des animations Finalement une des particularit tr s int ressante de la mod lisation 3D est le fait de pouvoir reproduire virtuellement des v nements ou des hypoth ses li es une affaire 182 Chapitre 10 Conclusion 10 1 Rappel des objectifs de la recherche Cette recherche avait pour objectif d tudier l application de la photogramm trie num rique com bin e avec la mod lisation 3D des champs forensiques Cela a t fait en tudiant le mat riel les m thodologies et les r sultats pouvant tre obtenus par ces techniques en adaptant les observations selon le but du travail forensique l illustration et la documentation de lieux l analyse et l exploita tion de donn es et la d monstration Dans un premier temps l approche photogramm trique a t tudi e en valuant techniquement la mise en pratique du relev photogramm trique et la qualit des
363. mm trie multi images se basent sur ce principe point objet fe _ 14 WE o 1 lt 2 Fic 2 2 Sch ma illustrant le principe pour la d termination du point objet partir de deux images Chaque image fournit un faisceau pour le m me point objet Leur intersection permet de calculer la position du point objet 2 2 2 Notions de g om trie Principes math matiques Ce paragraphe r sume certaines notions de base de math matique li es la photogramm trie Un syst me de coordonn es est d fini par trois vecteurs de base de longueur 1 qui suivent les axes X Y Z Le changement de syst me de coordonn es peut tre effectu par une s rie de transformations En photogramm trie les principales transformations sont la translation la rotation et le changement d chelle Un point Q dans un espace 3D cart sien est d fini par trois coordonn es X Y Z 15 2 2 Les principes X g Y Z Les transformations de syst me de coordonn es sont d crites par des vecteurs et des matrices La translation peut tre d finie par un vecteur Tx Ti Ty Tz Les rotations sont d finies par des matrices de rotation autour des axes X Y Z Les matrices de rotation d angle 0 y et amp autour respectivement de l axe X Y Z ont la forme suivante 1 0 0 Ro 0 cos 0 sin 0 0 sin 0 cos 0 cos q 0 sin y Ry 0 1 0 sin y 0 cos y cos k sin K 0 Rx sin k cos k 0 0 0 1 Les diff ren
364. mod lisation 3D applications aux sciences forensiques Le Pr siden di Tury 7 Professeur Christophe Champod Lausanne le 21 janvier 2009 Ai miei genitori A mia sorella Ad Agnese Remerciements Cette recherche de doctorat a t effectu e l Institut de police scientifique de l Universit de Lausanne sous la direction de Monsieur le Professeur Pierre Margot Le Jury de th se tait pr sid par Monsieur le Professeur Christophe Champod de l Ecole des sciences criminelles de l Universit de Lausanne et compos de M J rg Arnold chef du d partement de physique du Wissenschaftlicher Dienst de la ville de Zurich du Docteur Jurrien Bijhold chef du groupe d analyse d images et bio m trie l Institut forensique des Pays Bas de Monsieur le Professeur Claude Roux du Centre pour les sciences forensiques de l Universit Technologique de Sidney et du Docteur Olivier Del mont Professeur Associ l Ecole des sciences criminelles de l Universit de Lausanne Une th se est un travail qui ne peut pas tre r alis sans le soutien et la patience sur le plan professionnel et personnel de nombreuses personnes Dans ce bref paragraphe dont la longueur est inversement proportionnelle l importance que je lui accorde je tiens remercier une partie des personnes qui ont suivi particip et soutenu la r alisation de ce travail Prof Pierre Margot Directeur de l Ecole des sciences criminelles de l Univer
365. mod lisation 3D des petites erreurs et des impr ci sions affectent la qualit du travail quant la fid lit et la justesse du r sultat Collectif 1993 Giroud et al 2007 Organisation Internationale de Standardisation 1995 Treuillet et al 2006 La fid lit est une information g n ralement appr ci e par l cart type qui indique la dispersion des r sultats de mesures r p t es d une m me grandeur Ce concept est li l incertitude de la me sure La justesse est valu e en faisant la diff rence entre le r sultat de la mesure et sa vraie valeur Ce concept est li l erreur de la mesure En sciences forensiques lors de travaux photogramm triques l appr ciation de l incertitude et de l erreur d une mesure est quelquefois laiss e de c t parce que le r sultat est g n ralement de bonne qualit l incertitude et l erreur ne sont donc pas report es ou selon le type de travail fait l incertitude et les ventuelles erreurs sont difficiles estimer 8http www autodesk com autocad Acc d le 28 6 2008 9http www bentley com en US Products MicroStation Acc d le 28 6 2008 10http www autodesk com 3dsmax Acc d le 28 6 2008 H http graphics smithmicro com Acc d le 28 6 2008 I http www sensable com Acc d le 28 6 2008 13Les termes fid lit et justesse ont t pr f r s pr cision et exactitude 43 4 2 Consid rations sur la qualit d une mesure
366. n ph nom ne Une mod lisation est g n ralement obtenue par des raisonnements logiques des calculs math matiques et des processus informatiques Les mod les 3D num riques sont des repr sentations d l ments dans un espace num rique en trois dimensions Dans cette recherche la mod lisation 3D se lie la description g om trique d l ments dans un espace 3D num rique La mod lisation 8D r unit les techniques et les processus qui consistent cr er modifier et pr senter des donn es num riques dans un espace num rique en trois dimensions Au cours du temps la mod lisation 3D a acquis une signification plus infographique bas e sur la repr sentation virtuelle d objets ou lieux de mondes r els ou imaginaires La mod lisation 3D est la premi re tape du travail de synth se d images 3D Le processus complet comprend ensuite la cr ation d animations et le rendu des images Les premi res synth ses d images 3D par ordinateur ont t produites dans les ann es 60 pour des applications militaires Par la suite la technique s est am lior e en proposant des outils et des moyens de plus en plus performants Aujourd hui la synth se d images 3D est tr s utilis e dans les films de science fiction les jeux d ordinateur les mod lisations architecturales et industrielles La fonction principale est illustrative montrer un objet un lieu ou un monde compl tement virtuel avec ou sans animations Les domaines
367. nal Society of Biomechanics p 9 Z rich 2001 Br schweiler et al 2002 W BRUSCHWEILER M BRAUN R DIRNHOFER et M THALI Forensic 3D CAD Supported Photogrammetry FPHG Bite Mark Evaluation and Radiological Scanning RS as a Complementary Technology to FPHG In ENFSI Annual Meeting Link ping 2002 Buck 2004 U Buck 3D Dokumentation und Visualisierung forensisch relevanter Befunde an K rpero berfl chen und im K rperinneren Travail de dipl me Stuttgart University of Applied Sciences 2004 Buck et al 2007a U Buck N ALBERTINI S NAETHER et M J THALI 3D Documentation of Footwear Impressions and Tyre Tracks in Snow With High Resolution Optical Surface Scanning Forensic Science International 171 157 164 20072 Buck et al 2007b U Buck S NAETHER M BRAUN S BOLLIGER H FRIEDERICH C JACKOWSKI E AGHAYEV A CHRISTE P Vock R DIRNHOFER et M J THALI Application of 3D Documenta tion and Geometric Reconstruction Methods in Traffic Accident Analysis With High Resolution Sur face Scanning Radiological MSCT MRI Scanning and Real Data Based Animation Forensic Science International 170 20 28 2007b Bureau d enqu te sur les accidents d aviation 2004 BUREAU D ENQU TE SUR LES ACCIDENTS D AVIATION Rapport final du Bureau d enqu te sur les accidents d aviation concernant l accident de l avion Saab 340B HB AKK de la compagnie Crossair vol CRX 498 du 10 janvier 2000 Nassenwil ZH Rap
368. nd l valuation de la distance parcourue par le scooter moins facile surtout pour les positions plus loign es du scooter De plus l op rateur qui mesure la distance du scooter peut influencer le r sultat car le choix du point de mesure est arbitraire Pour ces raisons trois op rateurs ont effectu le travail de restitution et de mesure afin d appr cier la variabilit sur la d termination de la distance et estimer l incertitude sur la distance parcourue par le scooter tableau 6 2 Le r sultat a t combin avec l cart type sur la mesure du temps entre chaque image 118 Chapitre 6 L analyse et l exploitation des donn es Intervalle Mesure par op rateur Moyenne de position 2 3 Distance Ecart type I 21 7 0 16 21 6 0 16 21 5 0 16 21 6 0 16 2 43 6 0 33 43 8 0 35 43 5 0 34 43 6 0 34 3 64 0 0 56 64 0 0 55 63 9 0 55 64 0 0 55 TAB 6 2 R sum des distances mesur es par les trois op rateurs avec les valeurs d cart type en parenth se l cart type pour les mesures des op rateurs Les valeurs sont exprim es en m tres R sultats Le tableau 6 3 r sume les r sultats obtenus avec la vitesse moyenne du scooter entre chaque intervalle de temps L incertitude a t calcul e en combinant les carts type de la mesure de la distance et du temps Cette combinaison a t faite en utilisant les pourcentages des carts type par rapport aux mesures Les consid rations a priori sur la vite
369. ndisponibilit d un ou de plusieurs objets en tude ou de facteurs tels le cotit le temps ou les connaissances Lors de la r alisation de tests il convient de consid rer tous les param tres qui ne correspondent pas aux v nements en examen et d valuer les conditions pour lesquelles la comparaison entre test et analyse des traces est valide Pendant les stages dans les autres services il a t remarqu que la collaboration entre les sp cialistes de domaines diff rents est indispensable pour plusieurs raisons 111 6 2 L exploitation des traces Vue depuis le haut de la direction des projections de sang et des points d origine estim s Table de nuit Lit Fia 6 4 Illustration de la vue depuis le haut d une r gion o l analyse des traces de sang a t r alis e Les lignes color es repr sentent les directions des projections estim es pour les taches de sang choisies Les cercles repr sentent les estimations de l origine de certaines projections Illustration adapt e d une image fournie par UIRM de l universit de Berne e avant le d but du travail il faut tablir le but de l investigation Il faut valuer les donn es disposition compl ter ces donn es avec les informations compl mentaires n cessaires d finir la m thodologie de travail et appr cier la mani re dont les r sultats seront pr sent s e lors de la fixation de l tat des lieux et l acquis
370. ner ou modifier un l ment 3 4 3 Les moyens de visualisation Ce sujet ne concerne pas sp cialement la mod lisation 3D mais tout le domaine informatique y compris la photographie et la photogramm trie num rique Dans la mod lisation 3D les entit s sont visualis es travers diff rents appareils tels les crans et les imprimantes Les crans L cran est g n ralement le premier moyen de visualisation d une image num rique Plusieurs technologies sont pr sentes sur le march Les plus utilis es sont l cran cristaux liquides Liquid Crystal Display LCD en anglais et l cran tube cathodique Cathode Ray Tube CRT L cran CRT est le moyen de visualisation lectronique le plus ancien Le principe de fonctionnement se base sur l mission d un rayon d lectrons par une source cathodique qui dirig par un champ magn tique excite des compos s phosphoreux pr sents sur la surface de l cran en produisant une lumi re blanche Le principe de la cr ation de la couleur est la synth se additive Les couleurs rouge verte et bleue cr es par des filtres derri re la surface de phosphore s additionnent et donnent lieu aux couleurs secondaires Le rayon d lectrons est tr s fin et pour cr er une image il doit passer sur toute la surface de l cran g n ralement il part du haut gauche et il parcourt l cran ligne par ligne La fr quence de d placement horizontal va de 30 250 KHz et celle de d placem
371. nn es homog nes Les principes pr sent s ici peuvent tre illustr s par l utilisation des coordonn es homog nes Il s agit d une mani re de d crire les coordonn es avec une valeur suppl mentaire qui d finit un facteur multiplicatif Pour d finir un point Q dans l espace 3D par les coordonn es homog nes trois coordonn es X Y Z et un facteur multiplicatif sont d finir Q oN x Le point Q ici d fini par des coordonn es homog nes correspond au point X a Y a Z a dans le syst me de coordonn es 3D cart sien habituel Ce type de repr sentation simplifie les explications des transformations math matiques par des multiplications matricielles Grace la notation des coordonn es homog nes il est possible de repr senter la translation la rotation et le changement d chelle dans une seule matrice qui sera le r sultat de la multiplication des diff rentes matrices des transformations homog nes En utilisant les coordonn es homog nes pour la description du point image q u v l quation 2 3 devient X Xo u Y Y 1 A R7 K v 2 9 Z Zo 1 avec K la matrice de calibration interne 1 0 uo K 0 1 VO f L quation 2 9 permet de distinguer deux informations la position Xo Yo To et l orientation RT de l appareil photographique lors de la prise de vue appel e orientation externe g om trie externe ou propri t s extrins ques et les caract ristiques internes de l appa
372. notamment lors du positionnement du mod le 3D du sujet en examen De plus le positionnement peut tre laborieux surtout lorsque les images sont de mauvaise qualit Les informations pouvant tre obtenues par ce type d exploita tion sont quand m me int ressantes La position de la prise de vue ainsi que la position des objets peuvent tre retrouv s de mani re plus ais e peu de points sont n cessaires pour le rel vement d une cam ra virtuelle et le positionnement du mod le 3D en correspondance avec l image en exa men est tr s intuitif Evidemment plus le nombre de points de r f rence introduits dans le mod le 3D est important meilleure sera la qualit de l orientation de la cam ra En outre si le mod le 3D de l objet repositionner est d fini dans les d tails son positionnement sera plus ais Dans le cas de l accident voiture pi ton paragraphe 6 4 3 le nombre de points utilis s pour la calibration des cam ras virtuelles n a pas t tr s grand car peu de rep res taient visibles sur les images en examen Par contre plusieurs cam ras virtuelles ont t cr es permettant de retrouver avec plus de fid lit l endroit depuis lequel la victime a film les v nements Le mod le 3D de la voiture a t stylis en d finissant les cotes de base Cela n influence pas beaucoup le r sultat pour les distances plus lev es de la voiture par rapport au point de vue tant donn e la faible d finition de l image
373. ns le cas d un film argentique les images doivent tres num ris es tandis que les images num riques sont imm diatement exploitables Le mod le st nop lin aire est applicable pour la plupart des appareils conventionnels Par contre il ne tient pas compte des distorsions li es l objectif qui sont non n gligeables pour certains types 20 Chapitre 2 La Photogramm trie Relev photogrammetrique Autres relev s Images Mesures b compl mentaires Orientation Interne Orientation relative Mod le photogramm trique Ajustement des Espace vectoriel 3D Sans chelle faisceaux Mod le photogramm trique Espace vectoriel 3D R f rentiel terrain Orientation absolue Mod le photogramm trique Espace vectoriel 3D R f rentiel terrain V Restitution Mod le 3D ou 2D brut V Finition Mod lisation 3D Exploitation 2D Combinaison de donn es Plans Mesures Coupes Am lioration du rendu Elevations Fic 2 5 Sch ma repr sentant le processus de travail lors de l application de techniques de photogram m trie depuis l acquisition des donn es jusqu la finition du travail de lentilles et qu il faut galement consid rer Ces param tres sont pris en compte par d autres mod les comme le mod le st nop non lin aire En g n ral deux types de distorsions sont consid r s Brand 1995 Guillotin 1997 e les distorsions radiales sont attribuer au fait que les lentilles ne sont p
374. nsi que sur le v lo ont t relev es Trois c nes de marquage ont t plac s avec un angle approximativement droit et d autres rep res num rot s ont t plac s diff rents endroits Les distances entre les c nes ont t mesur es avec le t l m tre laser Leica amp Disto pro a Par la suite les photographies ont t prises en fixant la focale 15 mm et la mise au point l infini Le diaphragme a t ferm f 11 de facon optimiser la profondeur de champ et le temps de pose a t adapt en fonction de l clairage les photographies ont t prises main lev e La sensibilit a t fix e ISO100 La d finition des images a t fix e 4256 pixels x 2848 pixels en format RAF L ordinateur portable a t utilis pour v rifier la qualit des images et une copie des images a galement t enregistr e pour garantir leur retour au laboratoire Au total 25 images et 3 mesures ont t effectu es Le relev des lieux a t effectu en 30 minutes Mat riel et m thodologie au laboratoire Les logiciels utilis s pour effectuer la restitution photogramm trique et la finition du mod le 3D ont t les suivants e CDW pour le travail photogramm trique e Microstation pour la finition et l laboration du plan e Adobe Photoshop pour la conversion des images Une copie des images a t sauvegard e sur un serveur ainsi que sur l ordinateur de travail Les images ont ensuite t
375. nsuite il s agit d valuer les informations g om triques des objets de la sc ne e les m thodes num riques comparables aux m thodes analytiques la diff rence r side dans le fait qu elles se basent sur des op rations informatiques la photogramm trie avec deux images ou st r ophotogramm trie est une technique par la quelle les mesures sont retrouv es gr ce deux images et des conditions de prise de vue standardis es La m thode de restitution peut tre e analogique par l utilisation d un st r ocomparateur Le travail de restitution est fait m ca niquement e analytique par le calcul de l orientation interne l orientation externe et ensuite l valuation des distances Le travail est fait par des op rations math matiques e num rique qui correspond la m thode analytique mais r alis e informatiquement la photogramm trie avec plusieurs images ou photogramm trie multi images appli cable seulement travers des m thodes analytiques et num riques Il s agit de trouver l orientation interne et externe de chaque image pour pouvoir ensuite effectuer des mesures D s les ann es 1980 les syst mes de photogramm trie num rique se sont r pandus Kraus et Waldhausl Kraus et Waldh usl 1998 d finissent la photogramm trie num rique comme toute tech nique de photogramm trie analytique dans laquelle les images sont acquises par un appareil num rique ou num ris es avec le scanner
376. ntexte forensique il peut ne plus tre possible de retourner sur les lieux pour compl ter le travail lors de l utilisation d images de t moins ou provenant de cam ras de surveillance il faut connaitre les caract ristiques du syst me de prise de vue et si possible r aliser la calibration des param tres internes en conditions contr l es lors de l tape de traitement des donn es il faut connaitre les caract ristiques des syst mes utilis s afin de savoir quelles possibilit s quelles limites et quelles incertitudes peuvent entrer en jeu lors du traitement v rifier le travail en consid rant les aspects de qualit et de validit de chaque donn e Plus pr cis ment il faut tenir compte des erreurs syst matiques et al atoires qui peuvent entrer en jeu et des conditions sous lesquelles le r sultat est valide ou invalide garder l esprit que tout mod le photogramm trique toute restitution et tout mod le 3D est volutif Le travail peut tre compl t par des donn es compl mentaires provenant par exemple de prises de vue de donn es m triques externes ou de t moins Par la suite il est essentiel de diff rencier ces donn es qui peuvent avoir des valeurs et des significations diverses d finir lors de mod lisations d hypoth ses ou d v nements quels l ments proviennent d ob servations mat rielles quels l ments r sultent de l analyse et de l exploitation des traces et quels
377. nts domaines foren siques La repr sentation sous la forme de mod les 3D a galement ouvert des nouvelles possibilit s dans l illustration et la pr sentation des r sultats Les applications possibles et les b n fices de l utili sation de ces approches ont t document au moins en partie dans plusieurs recherches cit es dans la section pr c dente Etant donn le caract re saisissant des r sultats des restitutions photogramm triques et surtout des mod lisations 3D certaines probl matiques li es ce genre de techniques ne sont parfois pas approfondies en mettant en avant principalement les qualit s positives Le d faut de regard critique touche divers aspects du travail photogramm trique et de mod lisation 3D que ce soit au niveau du mat riel de la m thodologie ou de l exploitation des r sultats Selon les sujets les tudes proposent ou discutent d approches de m thodologies de travail ou des nouvelles applications pour l utilisation des ces techniques sans approfondir e les besoins et les conditions de travail des syst mes utilis s e l appr ciation des incertitudes sur les mesures sur les r sultats d analyse ou d exploitations des donn es d apr s les investigations e la valeur des r sultats obtenus notamment en diff renciant les l ments observ es les l ments de reconstruction qui d coulent de l investigation et des l ments qui d coulent de t moignages ou de repr sentations hypoth t
378. nts th oriques de la photogramm trie soit les principes de la perspective et de la g om trie descriptive taient d j tudi s par Leonardo Da Vinci en 1480 Plusieurs d couvertes et inventions sur la projection g om trique ont conduit la cr ation d outils de travail pour le dessin en perspective et au d velop pement des bases math matiques r gissant la g om trie descriptive L essor de la photographie au XIX si cle a fourni un outil d enregistrement automatique d une sc ne qui sera par la suite utilis comme support pour le travail photogramm trique Les premiers syst mes m caniques de photogram m trie datent du d but du XX si cle c tait le commencement de la photogramm trie analogique Par la suite les principes math matiques r gissant la photogramm trie ont t tudi s plus pr cis ment jusqu au d veloppement d approches analytiques pour l orientation des images La naissance de l ordinateur et l volution technologique ont amen la transformation des proc dures de travail photogramm triques m caniques et math matiques dans des syst mes lectroniques et num riques c tait la naissance de la photogramm trie analytique aux alentours des ann es 60 Finalement le d veloppement technologique des derni res d cennies l augmentation de la puissance des ordinateurs et le d veloppement de la photogramm trie analytique ont permis le passage la photogramm trie num rique Burtch 20
379. nu m rique combin e avec la mod lisation 3D Certaines applications comme la documentation de lieux d incendies et d explosions auraient t int ressantes tudier notamment en combinaison avec des mod lisations 3D d incendies propos es par Del mont 2005 Dans le domaine de l arch ologie la documentation de lieux sous marins par l approche photogramm trique a d j fait ses preuves Green et al 2002 Long et al 2001 l utilisation de cette technique dans le contexte forensique devrait donc tre envisageable Les sujets trait s dans ce travail ont t pr sent s de mani re d crire la m thode d application et l utilisation concr te de la photogramm trie et de la mod lisation 3D Certains sujets ont t pr sent s en discutant les probl matiques de l appr ciation du travail et du r sultat Pour certains cas des recherches plus approfondies devraient tre men es notamment pour e l estimation de la taille d un individu paragraphes 60 3 2 6 4 2 et 60 5 3 pour la quelle des recherches ont d j t faites Angelis et al 2007 Bijhold et Geradts 1999 5 Certains logiciels de photogramm trie comme Photomodeler ou des logiciels de traitement d images comme Photoshop ont des outils pour le traitement de donn es 3D 193 11 2 Propositions pour la suite de la recherche Compton et al 2000 Criminisi et al 1998 Lee et al 2008 Lynnerup et Vedel 2005 mais pour laquelle de no
380. od lisation 3D peut tre retravaill tout moment et pr cis dans ses d tails tous les l ments enregistr s sur au moins deux photographies peuvent tre reproduites par restitution photogramm trique un mod le 3D peut repr senter tous les l ments enregistr s sur les lieux du crime ou de l ac cident dans un seul fichier 21http www adobe com fr products acrobat3d Acc d le 28 4 2008 104 Chapitre 6 L analyse et l exploitation des donn es 6 1 Introduction L investigation forensique peut tre divis e en plusieurs phases qui se diff rencient selon le but du travail et la m thodologie appliqu e La documentation et l illustration de l tat des lieux d un crime est un des premiers objectifs de l investigation enregistrer et pr senter la situation des lieux tels qu ils ont t d couverts Comme expos dans le chapitre pr c dent la photogramm trie combin e avec la mod lisation 3D peut tre utilis e avantageusement pour ce type de travail Ce chapitre traite d une phase ult rieure d une investigation une fois les donn es recueillies il s agit de les exploiter afin de fournir des informations utiles l enqu te Ce travail d analyse est instinctivement r alis d s le d but de la documentation des lieux sur la base des observations le sp cialiste formule des hypoth ses sur les v nements qui ont eu lieu Cela permet de cibler les examens et facilite la fixation de l tat des l
381. oduire trop de d tails Les diff rentes surfaces ont t color es avec des couleurs unies correspondant le plus possible la coloration des objets de la sc ne La position des traces a galement t not e Une cam ra virtuelle a t situ e l endroit pr cis o la cam ra de surveillance tait sur les lieux Des autres cam ras virtuelles compl mentaires ont t ajout es dans le but d effectuer des vid os du mod le 3D virtuel Des mod les d humanotdes virtuels ont t utilis s pour situer les victimes sur les lieux Avec 3Ds Max il est possible d enregistrer des groupes de s lection d objets et de les d finir selon les besoins Cela a t effectu en fonction des caract ristiques des objets Ainsi plusieurs groupes d objets ont t d finis selon une s lection d int r t le mobilier et les objets e les traces e la position de la cam ra de surveillance e les humanoides virtuels e e les cam ras virtuelles les textes et les l ments descriptifs Le m me mod le apr s restitution photogramm trique a t transf r dans Microstation pour la cr ation d un plan 2D Dans ce plan seulement une partie des objets a t reproduite Ils ont t distingu s en e le mobilier et les objets les traces la position de la cam ra de surveillance les positions des victimes les textes et les l ments de la l gende Au total le travail de restitution des lieux et de finition du mod
382. ogramm trie num rique de mod lisation 3D ou des logiciels de programmation Chaque programme a des particularit s diff rentes qui doivent tre prises en compte lors de leur ex ploitation Prenons l exemple de l valuation de la taille de l individu qui a braqu une station service paragraphe 6 4 2 Le travail a t fait de deux mani res par restitution photogramm trique et par mod lisation 3D La justesse et la fid lit du r sultat obtenu avec la mod lisation 3D taient moins 16La mesure doit tre compl t e par des consid rations sur sa signification 17Par comportement s entend l action de la personne une posture en 3D qui volue dans le temps donc en 4 dimensions 141 6 6 Synth se bonnes que celles de la restitution photogramm trique Par contre la validit du r sultat de la mod li sation 3D par rapport la question de l valuation de la taille de l individu semble tre meilleure que la mesure photogramm trique car cette derni re tient uniquement compte d une direction de mesure et ne consid re pas la posture de l individu De l autre c t l estimation de la taille d un individu par la mod lisation 3D est plus sujette des erreurs de mauvaise interpr tation des images L op rateur influence grandement le r sultat en situant et en d terminant la taille des sujets dans un mod le 3D Ce travail est fait manuellement et d pend de la capacit de l op rateur bien reproduire ce qui
383. oins pour certaines positions sup rieure la vitesse autoris e 80 km h sur le tron on de route en question e sauf pour la derni re partie de la s quence en examen la vitesse du v hicule est constante e au d but du virage entre 5 s et 6 s voir tableau 6 7 et graphe 6 14 le v hicule semble acc l rer avant de d c l rer pour le reste du virage 6 4 4 Discussion Comme le montrent les cas pr sent s dans cette section les outils de mod lisation 3D peuvent tre utilis s efficacement pour extraire des informations m triques des images il s agit d applications possibles de l analyse forensique des images Elles sont compl mentaires aux approches se basant sur les principes de la perspective paragraphe 6 3 2 de l orthoimage paragraphe 6 3 3 et de la photogramm trie multi images paragraphe 6 4 2 Certaines situations ne permettent pas l utilisation d une technique particuli re Le fait d avoir plusieurs m thodes d analyse disposition ajoute des possibilit s d investigation et offre des moyens compl mentaires pour la comparaison et la v rification des r sultats obtenus 129 6 4 La combinaison des mod les 3D et des images _ R sultats aT de la ic E des variations de vitesse Vitesse mh Acc l ration Tri 1 2 3 4 5 6 7 8 9 TAB 6 7 R sultats indicatifs de la vitesse et des variations de vitesse avec calcul de l acc l ration L incertitude sur ces mesures est report
384. ol gr ce plusieurs points de calage restitu s lors de la cr ation du mod le photogramm trique 3 sur ce plan le point d finissant le bas de la personne mesurer est fix figure 6 11 b 4 partir de ce point un plan perpendiculaire au sol est d fini figure 6 11 c 5 le sommet de la personne est d fini sur le plan perpendiculaire au sol La distance entre les points fix s la base et au sommet de la personne sur l image est utilis e comme estimateur de la taille de la personne figure 6 11 d Cette m thodologie a t appliqu e par analogie pour la mesure de certains objets de r f rence de taille connue afin d valuer l erreur syst matique de la mesure Apr s l valuation de la taille de l individu avec le logiciel CDW une partie des objets a t restitu e photogramm triquement Le r sultat a t introduit dans 3Ds Max avec les images des vid os des cam ras de surveillance L outil camera matching a t utilis pour repositionner le point et l angle de vue de chaque image Apr s avoir visualis une image dans le mod le 3D comme arri re plan plusieurs points de r f rence ont t d finis sur les l ments 3D et ceux correspondants sur l image En activant l outil camera matching une cam ra virtuelle a t cr e selon les meilleures conditions de prise de vue s adaptant aux points de r f rence voir paragraphe 3 5 4 tant donn que la position des cam ras de surveillance est
385. on de la preuve au d triment du contenu technique et scientifique de l investigation Il serait int ressant d approfondir ce sujet et d appr cier l effet d un mod le 3D par rapport une pr sentation habituelle avec un rapport un cahier photographique et des croquis Actuellement plusieurs recherches impliquant l utilisation de techniques de mod lisation 3D sont en cours l IPS e une tude des traces sur les douilles et projectiles par l utilisation d un profilom tre laser et d un d tecteur confocal e l utilisation d outils de photogramm trie sur le relev des traces lors d accidents de la circula tion e l utilisation de syst mes de mod lisation 3D pour l valuation des syst mes biom triques L int r t des sciences forensiques pour les syst mes permettant d acqu rir des donn es en 3D d ef fectuer des analyses et d exploiter les possibilit s offertes par les syst mes et les outils de traitement de donn es 3D s accroit Les domaines de recherche relev s ici permettront d largir les possibilit s de travail en sciences forensiques et d am liorer l application des techniques dans les contextes foren siques Leur d veloppement tant tr s rapide l adoption de nouvelles techniques de mod lisation 3D n cessite la mise en place de proc dures de travail pour chaque situation et m thode ce qui ouvrira incontestablement de multiples possibilit s de recherche 194 Bibliographie Agos
386. on des mod les 3D pour extraire des informations m triques des images est une forme de photogramm trie il s agit d appliquer les m thodes de la projection inverse virtuelle et de comparer les sujets sur les images avec les l ments du mod le 3D Outre la taille et la forme de certains sujets sur les images il est possible de d terminer la position et l orientation de la prise de vue et ventuellement d effectuer des comparaisons entre les informations visuelles sur l image et le mod le 3D de la sc ne Ce proc d a d j t utilis en sciences forensiques pour e l valuation de la taille d un individu sur des images provenant d une cam ra de surveillance Angelis et al 2007 Compton et al 2000 Criminisi et al 1998 Klas n et Fahlander 1996 Lee et al 2008 e la comparaison faciale entre des visages sur des images et des visages mod lis s en 3D Goss et al 2006 Ruifrok et al 2003 Yoshino et al 2000 Yoshino et al 2001 Yoshino et al 2002 Yoshino et al 2003 e l analyse des traces de blessures Briischweiler et al 1997 Briischweiler et al 2001 Br schweiler et al 2002 Briischweiler et al 2003 Thali et al 2000 Thali et al 2003a Thali et al 2003c e d autres situations ot l interpr tation du contenu visuel de l image est importante Bijhold et al 2004 Cette section pr sente deux cas dans lesquels des mesures ont t effectu es l aide du logiciel 3Ds Max e un
387. on du mod le photogramm trique et de la restitution sous la forme d un mod le 3D automatiquement Lors de la restitution tous les points d finis comme rep res pour d terminer le mod le photogramm trique peuvent tre utilis s pour dessiner le mod le 3D brut Une fen tre permet galement de visualiser directement les r sultats de l orientation des images et de la restitution figure 4 9 Certains outils facilitent la d finition des points comme le calcul automatique de l orientation relative le calcul de la droite pipolaire l affichage de la position estim e des points homologues sur les images ou des outils pour la d finition automatique des points sur les images par l analyse des formes La derni re version de iWitness poss de la fonction de reconnaissance automatique des points de calage cod s 4 3 5 Discussion des r sultats Les exp riences pr sent es ici donnent un aperqu des caract ristiques et des qualit s de certains logiciels de photogramm trie et de mod lisation 3D avec une r f rence particuli re aux logiciels CDW Microstation amp et 3Ds Max C La discussion qui suit comprend galement d autres observations faites au cours de la recherche Le but du travail photogramm trique est d effectuer plusieurs mesures qui sont ensuite reproduites dans un mod le 2D ou 3D Chaque mesure contient des erreurs et des incertitudes qu il faut appr cier Pour cette raison pour chaque restitution photogramm trique e
388. on du syst me RolleiMetric Pom XT 2 Pese Ecart type X Beart type Y Boart type Z 0 000001 0 000002 0 000001 0 000001 0 000001 0 000001 0 000002 0 000003 0 000001 0 001220 0 001400 0 001236 0 001264 0 001246 0 001199 0 003709 0 002437 0 002469 0 003491 0 002776 0 002887 0 001930 0 001664 0 001515 0 001986 0 001766 0 001638 0 001392 0 001265 0 001197 0 001326 0 001460 0 001269 0 001452 0 001325 0 001389 0 001305 0 001210 0 001177 0 001357 0 001250 0 001244 0 001330 0 001253 0 001283 0 002093 0 001805 0 001973 0 036159 0 076264 0 010084 0 003677 0 006063 0 004547 0 027172 0 026293 0 006415 0 004590 0 005507 0 005401 0 003273 0 003344 0 003106 0 004996 0 002922 0 003005 0 005812 0 007159 0 003012 0 004028 0 003234 0 003336 0 005666 0 008329 0 005362 0 003375 0 006475 0 004384 0 005311 0 006921 0 005334 0 003398 0 006157 0 004262 0 004171 0 006453 0 004386 0 010286 0 014290 0 005193 0 002562 0 004188 0 002879 0 003556 0 005080 0 003483 0 004604 0 008382 0 004568 0 004160 0 005110 0 004047 0 004038 0 005526 0 003465 0 003838 0 003619 0 003131 0 006191 0 007165 0 004963 0 002561 0 003197 0 002551 0 005527 0 002857 0 003170 0 138938 0 153215 0 011763 0 008643 0 007610 0 003070 0 035936 0 042511 0 006870 0 002482 0 003083 0 002680 0 002591 0 003307 0 002884 0 002486 0 003262 0 002791 0 003346 0 006005 0 004366 0 003441 0 006310 0 004573 0 003901 0 010597 0 004805 Po Moyenne XYZ 0 007154 00 J J C1 cot HG
389. on les buts du travail Cela a amen la cr ation de modules et programmes permettant de situer des humano des virtuels dans une posture particuli re ou de les animer selon les besoins avec plus ou moins de d tails la figure 3 5 pr sente deux mod les d humanoides sch matis s d autres logiciels plus sp cifiques permettent de d finir des humano des virtuels avec plus de r alisme La taille les particularit s du corps ou du squelette et tout autre param tre peuvent tre d finis plus ou moins pr cis ment selon le programme utilis LE RTE Fic 3 5 A gauche une vue de deux mod les 3D d humano des sch matis s A droite une vue des m mes humano des et d une cam ra virtuelle orient e selon le point de vue de l image de gauche Le mod le 3D a t cr avec le logiciel 3Ds Max 3 5 3 Les cam ras virtuelles Dans les mod les 3D il est possible de d finir plusieurs points de vue par la cr ation de cam ras virtuelles figure 3 5 Ces cam ras reproduisent un point de vue sp cifique avec des param tres de vision qui peuvent tre adapt s selon les besoins focale angle de vue et ainsi de suite Elles sont g n ralement utilis es pour cr er des animations ou effectuer des enregistrements vid o du mod le 3D lors des animations Les cam ras virtuelles sont galement cr es lors de l utilisation des outils de camera matching
390. onale Effet Manque de d tails sur les images et ou difficult apercevoir les objets Solution Changer d appareil photographiques augmenter la d finition et la r solution des images et ou effectuer plus de photographies gt Mauvaise qualit fid lit et justesse des mesures de calibration Effet Cr ation du mod le photogramm trique impossible ou de mauvaise qualit Solution Changer d outil de mesure et ou am liorer les mesures gt Mauvais angle entre les prises de vue Effet Cr ation du mod le photogramm trique impossible ou de mauvaise qualit Solution Effectuer des s ries de photographies contenant des images ayant des angles de prise de vue proche de 90 gt Couverture photographique de la sc ne insuffisante Effet Cr ation du mod le photogramm trique impossible ou de mauvaise qualit Solution V rifier et am liorer la couverture photographique de la sc ne directement sur les lieux gt Nombre et ou position des mesures de contr le inadapt s Effet Diminution de la fid lit et de la justesse du mod le photogramm trique Solution Augmenter le nombre des mesures et ou am liorer leur d finition dans l espace gt D placement d objets ou de points de r f rence lors du relev photographique Effet Cr ation du mod le photogramm trique impossible ou de mauvaise qualit Solution R p ter le relev photographique et ou noter les objets d plac s et les liminer lors de la d finition des points homolo
391. onnement du v hicule est le camera matching En visualisant l image en question en arri re plan plusieurs points de r f rence correspondants sont d finis sur les l ments 3D et les sujets visibles sur l image Apr s cr ation des cam ras virtuelles une correction manuelle de la focale a t effectu e dans les cas o la position de la cam ra virtuelle ne s adaptait pas la situation Un mod le 3D sch matis de la voiture a t cr en respectant les cotes de longueur largeur et hauteur de la voiture impliqu e dans l accident En se positionnant au point de vue de la cam ra virtuelle cr e partir de l image en question la voiture a t situ e en faisant correspondre le mod le 3D du v hicule avec le v hicule sur l image et en tenant compte de sa position sur la route Pour une m me image plusieurs tests ont t effectu s en essayant de d terminer le point le plus loign et le point le plus proche pouvant 128 Chapitre 6 L analyse et l exploitation des donn es s adapter au positionnement du v hicule Pour chaque image une position moyenne a t d termin e en valuant les diff rentes images la visibilit du v hicule sur la route la concordance avec les autres mesures et les diff rents tests sur la m me image Finalement le r sultat de ce travail a t import dans le logiciel Microstation afin de l introduire dans le plan cr au pr alable L erreur al atoire sur le temps a t
392. ourront tre fournis Finalement ce travail a l ambition de pouvoir servir de r f rence pour les instituts qui travaillent ou travailleront avec des syst mes de photogramm trie combin e avec la mod lisation 3D en four nissant une revue des techniques des applications actuelles ainsi que des consid rations quant aux limites aux avantages aux implications et la valeur des r sultats que ces outils fournissent Ainsi une partie de la recherche est consacr e la revue des syst mes de photogramm trie et de mod lisa tion 3D utilis s actuellement dans diff rents services et instituts dans le cadre de la criminalistique Cela permet d tudier certaines applications dans lesquelles ces outils sont employ s d tudier de plus pr s les instruments et les m thodologies de travail et par la suite de discuter des probl matiques rencontr es avec un regard op rationnel 1 5 Contenu de la th se Les r sultats et les discussions pr sent s dans ce m moire reposent sur des travaux personnels et des expertises effectu es l Institut de Police Scientifique IPS entre 2002 et 2007 Plusieurs autres affaires discussion et travaux faits lors de stages au service technique des accidents de la circulation de la police de la ville de Zurich UnfallTechnischer Dienst UTD au service de police scientifique de la ville de Zurich Wissenschaftlicher Dienst WD et au service technique des accidents de la police du canton de Berne Unfall
393. p re les mesures et l angle de prise de vue peut tre utilis comme moyen de contr le du r sultat surtout si la personne qui s occupe de la restitution n a pas t sur les lieux A 4 1 Proc dure du travail avec le logiciel CDW le 10 11 12 13 14 contr ler que les images aient t enregistr es par le m me appareil photographique et avec la m me focale Dans le cas d appareils photographiques num riques ces informations se trouvent dans les m tadonn es Placer les images dans un dossier pour le travail photogramm trique Dans cette tape il est galement possible de traiter les images pour am liorer la visibilit des sujets et des rep res si l appareil photographique est calibr pendant la restitution introduire les donn es de l ap pareil dans le fichier de configuration camera ini lancer le programme CDW cr er un nouveau projet un dossier contenant tous les fichiers li s au projet sera cr si l appareil n est pas calibr diter les informations de l appareil si n cessaire cr er un nouvel appareil identifiable avec un num ro charger les images choisir toutes les images utiles la restitution D finir la taille des vignettes et le code de l appareil photographique le logiciel accepte des images en format TIFF et BMP si les images proviennent d une photographie argentique calibrer le n gatif d finir les points homologues sur chaq
394. parall les sur les images ou effectuer une restitution pho togramm trique et utiliser les points de calages pour d finir un plan Remarques suffisamment de rep res ou de sujets pouvant tre utilis s pour la cr ation de l orthoimage doivent tre pr sentes sur l image en question Cette technique est utilisable seulement pour des mesures sur des sujets plans 143 6 6 Synth se Utilisation des principes de la perspective M thodologie rechercher des points de fuite et des lignes de fuite l aide des sujets de la photographie Utiliser une ou plusieurs mesures venant des lieux de mani re calibrer l image et effectuer l analyse demand e Remarques l approche est relativement rapide et simple Il n est pas n cessaire d avoir la cam ra disposition Cette approche ne tient pas compte des erreurs dues aux distorsions du syst me optique Pour les corriger il faut effectuer des images de contr le avec l appareil en question ou consid rer des autres informations morphologiques de la sc ne Finalement pour son application il faut que les sujets sur l image permettent la d termination de points et lignes de fuite La projection inverse M thodologie effectuer un tirage positif transparent de m me grandeur que le n gatif de la photographie indiciaire et le placer sur le prisme de l appareil ayant servi prendre la photographie Retourner sur les lieux projeter le positif sur la sc ne et l aide
395. peuvent galement conduire la red finition ou l adaptation des approches actuelles de l investigation forensique Dans cette section deux exemples illustrant les caract ristiques de la documentation et la pr sentation d objets et de traces sont expos s 5 5 2 Simulation d un crime violent documentation des traces de sang Faits Un individu entre dans un appartement et tue avec un objet contondant la personne se trouvant l int rieur Mission Fixer l tat des lieux avec une attention particuli re aux projections de sang et sur la r v lation au Luminol Illustrer les diff rentes traces de sang pr sentes sur les lieux Ce travail a t pr sent l European Academy of Forensic Science EAFS Helsinki en 2006 Lanzi 2006 Fic 5 14 Illustration du type de traces pr sentes sur les lieux de gauche droite traces de sang passives et de transferts sur le tapis et canap projections de sang sur la paroi traces de sang latentes r v l es au Luminol sur le sol Mat riel et m thodologie sur les lieux Mat riel utilis e deux appareils photographiques num riques Fujifilm FinePix S3 Pro avec objectif Sigma EX Aspherical IF 15 30 mm et objectifs Sigma Aspherical D 17 35 mm e un appareil photographique num rique Fujifilm FinePix S2 Pro avec objectifs Sigma As pherical D 17 35 mm e trois tr pieds e un ordinateur portable DELL Latitude C840 Plus e le produit de r
396. phique m trique ou semi m trique et un st r orestituteur Les deux appareils sont fix s et orient s sur une base fixe de taille variable dans le cas normal les deux plans image sont coplanaires De plus la direction de la prise de vue est connue Du point de vue g om trique cela signifie que l orientation relative des deux appareils et l angle de la prise de vue sont connus Il suffit encore de conna tre la position dans l espace pour pouvoir calculer l orientation absolue Ces deux images s appellent st r opairs st r oimages ou st r ophotographies La restitution photogramm trique est ensuite faite avec un st r orestituteur analogique analytique ou avec un pro gramme informatique Le principe est bas sur la st r ovision humaine pour le syst me analogique ou analytique l op rateur regarde travers deux oculaires qui renvoient les deux st r oimages l oeil droit et l oeil gauche Ensuite gr ce des manivelles il est possible de d placer les images diaposi tives dans les directions x y z Le but est de repositionner les images dans une bonne configuration pour que la vision st r oscopique soit r tablie A ce moment les images sont dans une position o les deux rayons issus des points image homologues se croisent en un point correspondant au point objet Avec un syst me analogique le point est marqu par une t te scripturante sur un plan 2D tandis que dans un syst me analytique le point est enregistr
397. planification de syst mes de s curit ou la pr vention de crimes Pour Noond et al 2002 une mod lisation 3D pr sent e au tribunal constitue une aide la com pr hension des r sultats contribue convaincre le jury ou le juge et permet une meilleure d monstra tion des arguments de l expert Les mod les 3D permettent de montrer les indices de fa on pr cise et claire Cette id e est partag e par d autres auteurs surtout dans le domaine juridique au sein duquel l tude sur les aspects psychologiques de l utilisation des syst mes de mod lisation 3D est impor 1 Par reconstruction il faut entendre la reconstitution d une s quence d v nements toujours hypoth tique qui ont vraisemblablement eu lieu Saferstein 2004 Dans cette recherche ce terme est utilis comme synonyme de mod lisa tion d v nement Cela en raison de la possibilit de choisir le point de vue de modifier la qualit de la visibilit des objets et de la possibilit d introduire des sources de lumi re virtuelles 7 2 Mod lisation 3D valuation d hypoth ses tante Dunn et al 2006 Feigenson et Dunn 2003 Feigenson 2006 Fiedler 2003 Goldstein 2007 O Flaherty 1996 Les diff rents l ments d un mod le 3D peuvent aussi tre anim s c est dire modifi s au cours du temps paragraphe 3 3 2 Les d placements peuvent tre calcul s partir de trajectoires plus ou moins pr cises d finies dans le mod le 3D et
398. police de la ville de Zurich R sultat Le r sultat est un mod le 3D pr sentant les trajectoires des coups de feu analys s Figure 6 16 Le mod le 3D a t pr sent sous la forme d un plan et de photomod les qui reproduisent tape par tape les mouvements et les coups de feu tir s par l auteur de l attentat Le r sultat a galement t compar avec l enregistrement audio du parlement fournissant ainsi des indications temporelles sur les v nements Ces indices ont permis de reconstituer au moins en partie les mouvements et les tirs de l auteur de l attentat sur les lieux 135 6 5 L analyse des lieux 6 5 3 Simulation d un cambriolage avec double meurtre analyse des don n es Faits Un individu p n tre dans un studio par une fen tre tue une personne et examine le contenu num rique de l ordinateur Sort par la porte principale et ensuite entre dans un deuxi me studio o il tue une deuxi me personne ici aussi il examine le contenu de l ordinateur et sort par la porte principale Une cam ra de surveillance enregistre une partie des d placements Mission Pr parer un mod le 3D comprenant toutes les traces r v l es et valuer la taille de l auteur pr sum du crime partir de la vid o de surveillance Mat riel et m thodologie La restitution photogramm trique ainsi que la mod lisation 3D des lieux ont t effectu s dans un premier temps pour documenter et illustre
399. pour les prises de vue par exemple une distance pour les prises de vue g n rales et une distance pour les prises de vue de d tail e les conditions d exposition doivent tre homog nes pour tout le travail Il faut chercher avoir les m mes conditions d illumination et de prise de vue il s agit de choisir le mat riel ad quat et de bien organiser le temps de travail e choisir un appareil et un objectif avec des conditions internes stables travailler avec le plus grand format possible et en trois r gles d organisation e faire des croquis ad quats faire des plans de la sc ne fixer la position des objets et d crire certaines caract ristiques des objets e crire le cahier de laboratoire du travail noter toute information qui pourrait s av rer utile e effectuer une v rification finale sur les lieux Ces r gles d velopp es pour le travail photogramm trique en architecture sont utilisables pour le travail en sciences forensiques mais doivent tre adapt es pour respecter les besoins des tats des lieux criminalistiques 27 Chapitre 3 La mod lisation 3D g om trique 3 1 Introduction L expression mod lisation 3D est utilis e dans nombreuses branches pour d finir diff rentes op rations allant de l acquisition au traitement et la visualisation de donn es num riques en forme tridimensionnelle Le terme mod lisation indique une description rationnelle d un objet ou d u
400. ppareils photographiques num riques et argentiques semi m triques pour le travail en photogramm trie Des donn es provenant de relev s t l m triques peuvent galement tre combin es En annexe se trouve une description des tapes pour le travail avec ce syst me voir l annexe A En Suisse plusieurs services de police utilisent ou ont utilis ce syst me entre autres le service des accidents de la circulation de la police de la ville 1Dans quelques cantons la restitution est r alis e par des bureaux d ing nieurs ou d architecture externes http www rollei metric com Acc d le 28 6 2008 3Le service technique des accidents de la police de la ville de Zurich l utilise depuis 1989 4 1 Les syst mes de photogramm trie et de mod lisation 3D utilis s en Suisse de Zurich le groupe des accidents de la circulation de la police du canton de Fribourg du Jura et de Lucerne Collectif 2000 Collectif 2005 Collectif 2006 Collectif 2007 Collectif 2008 Elcovision Le syst me Elcovision est n apr s l arr t pendant un certain nombre d ann es de CDW par RolleiMetric Il s agit d un syst me d velopp par PMS Photo Mess System AG bas St Margrethen en Suisse M me si le principe de base est semblable au logiciel CDW l approche la sc ne lors du relev des lieux et la restitution photogramm trique sont diff rentes Le logiciel travaille par couple d images gauche droite Lors des prises de vues il faut cho
401. ppl mentaires par rapport aux exemples pr sent s dans la section 6 3 Dans le cas du braquage la station service il a t possible avec le mod le 3D d un humano de de repr senter la posture de l individu diff rents instants Ce travail a galement t fait lors de la simulation du cambriolage avec double meurtre pour l estimation de la taille de l individu partir des images de la cam ra de surveillance 6 5 3 Il n est pas possible de faire une analyse de la d marche ou une analyse du comportement mais cela permet d avoir une appr ciation sur les mouvements de la personne 6 5 L analyse des lieux 6 5 1 G n ralit s Apr s un tat des lieux une question importante du point de vue forensique est la reconstitution des v nements qui se sont d roul s Pour ce faire il faut valuer la position la pertinence et la valeur des traces et des l ments observ s afin de donner des renseignements quant l activit Il s agit de combiner les indices retrouv s et de fournir une explication permettant de les lier entre eux Ce travail se fait g n ralement par tapes En premier lieu tous les l ments relev s sur les lieux sont fix s et reproduits La deuxi me tape consiste d terminer la source et l origine de ces traces quel est l objet qui a laiss la trace D o viennent les r sidus retrouv s Qui est la personne sur la vid o de surveillance Chaque indice est exploit individuellemen
402. pr s avoir v rifi leur concordance avec la sc ne ils sont compl t s avec les autres l ments li s au crime ou l accident relev s lors de l enregistrement photogramm trique D autres mod les 2D ou 3D d objets ou de lieux peuvent tre utilis s pour faciliter la r alisation du plan ou du mod le 3D de la sc ne Il peut s agir d objets de forme simple comme des panneaux de signalisa tion des v hicules ou des meubles ou d objets de forme plus complexe Dans ce cas galement leur concordance et leur pertinence par rapport la sc ne doivent tre v rifi es Finalement afin de parvenir au r sultat de l investigation plusieurs syst mes pour le traitement et l analyse des donn es sont utilis s Pour chaque syst me il est important d en connaitre les pos sibilit s les qualit s et les limites Puisque dans la plupart des cas la photogramm trie num rique combin e avec la mod lisation 3D est utilis e pour l laboration de donn es m triques il est important que chaque information soit appr ci e en consid rant son incertitude sa justesse et sa validit La finition et la pr sentation du r sultat Lors de la finition et la pr sentation du r sultat les logiciels de mod lisation 3D sont les outils de travail principaux Ils peuvent tre class s par le domaine de travail par le but de leur utilisation par la quantit et la complexit des outils par le type d laboration qui peut tre r alis e ou le type
403. pr sent sous la forme du fichier du mod le 3D lui m me comme page HTML sur un document PDF et par d autres moyens Le choix du type de r sultat d pend uniquement du but du travail Dans un but d illustration les repr sentations les plus efficaces et pertinentes sont le plan ou la coupe transversale et accessoirement le photomod le Des vid os ou des mod les 3D interactifs sont des fa ons plus complexes de pr senter les r sultats qui dans la plupart des cas n apportent aucun avantage suppl mentaire l illustration des lieux Une vid o est plus utile pour montrer un mouvement d un objet une reconstruction virtuelle d v nements ou plus g n ralement une animation 3D De ce point de vue lors de la pr sentation des r sultats il faut toujours cibler le travail en fonction du but et des besoins du mandataire Les chapitres suivants abordent certaines situations dans lesquelles la vid o ou la mod lisation 3D interactive peuvent tre utiles Finalement les qualit s de la photogramm trie combin e avec la mod lisation 3D peuvent se r sumer ainsi sur les lieux il n est pas n cessaire d utiliser des appareillages complexes pour effectuer une documentation adapt e pour la restitution photogramm trique la m thode photogramm trique permet d obtenir des mesures sur tous les sujets qui sont pr sents sur au moins deux images du mod le photogramm trique le r sultat de la restitution photogramm trique et de la m
404. pratique judiciaire L image est devenue une source d information plus importante et elle doit tre trait e comme une trace visuelle Elle est analys e afin d extraire des informations suppl mentaires elle est combin e avec d autres indices et galement discut e et cart e comme l ment non pertinent L image est un moyen d enregistrement et d illustration de tout l ment li une enqu te un moyen de conservation de la preuve et une m thode de d couverte Elle sert dans le processus d identification comme moyen didactique et de renseignement ou comme support pour des analyses En combinant ces revues sur l emploi de la photographie en sciences forensiques deux utilisation principales sont distinguer e la photographie comme outil de travail l image est un moyen et un support de travail pour les investigations la photographie comme moyen de documentation figure 1 1 a des l ments li s une affaire elle sert fixer et enregistrer tous les objets et traces observ s relev s et qui ont ou peuvent avoir un int r t pour l enqu te la photographie comme moyen d illustration figure 1 1 a Elle donne une vision des lieux des traces des objets ou des personnes la photographie comme moyen de d monstration figure 1 1 c elle sert d montrer les conclusions auxquelles le sp cialiste a abouti Il s agit de pr senter les r sultats de l investi gation e la photographie comme objet d tude
405. premi re t che comprend diff rentes op rations dont la prise de notes la photographie l tablis sement de plans et ventuellement l enregistrement par d autres moyens audio ou vid o La photogra phie est un outil essentiel pour le relev des lieux Il entre en jeu galement dans les autres situations pour l enregistrement des indices des reconstitutions d v nements et lors de la pr sentation de r sultats au tribunal Mathyer Mathyer 1973 Mathyer 1986 pr sente une revue historique et une description de l utilisation de la photographie dans les sciences forensiques c t de fonctions tr s pratiques comme les photographies signal tiques et les pi ges photographiques se trouvent la pho tographie g om trique la photographie documentaire et la photographie criminalistique Il d finit la photographie g om trique comme toute image prise dans le but d extraire des grandeurs des sujets enregistr s La photographie documentaire sert fixer l tat des pi ces conviction telles qu elles sont re ues au laboratoire ou fixer l tat des lieux au moment de la d couverte Elle sert aussi illustrer et rendre plus claire une description ou une d monstration Plus r cemment Bramble et al Bramble et al 2001 et ensuite Bijhold et al Bijhold et al 2004 ont fait une revue des applications de la photographie dans la crimina listique L utilisation des images est sortie des cadres courants reconnus dans la
406. que tend les possibilit s offertes par ces logiciels et les rend de plus en plus simples et polyvalents Les caract ristiques qui rendent int ressante l approche photogramm trique combin e avec la mod lisation 3D peuvent tre r sum es par M me si la restitution de la r alit est tr s fid le des erreurs sont toujours pr sentes La t che du sp cialiste est d valuer ces erreurs de les limiter en fonction des donn es circonstancielles et de d terminer l incertitude li e au cas en question 178 Chapitre 9 La photogramm trie combin e avec la mod lisation 3D e la flexibilit lors de la fixation et la restitution des lieux la donn e de base est la photographie Avec l imagerie num rique la simplicit avec laquelle les prises de vue et les traitements pour am liorer la visibilit des sujets peuvent tre r alis a rendu la fixation photogramm trique facile et rapide a effectuer e le choix d effectuer une restitution photogramm trique peut tre fait au laboratoire selon les besoins de l enqu te il suffit que l acquisition ait t faite selon les r gles de l art avec les prises de vue et les mesures adapt es e la qualit des r sultats obtenus Le fait de disposer des donn es m triques 3D permet de r aliser des analyses en tenant compte de la morphologie compl te des lieux et des objets e dans quelques situations la photogramm trie et la mod lisation 3D sont les seules techniq
407. que combin avec une mod lisation 3D compl te a t choisi afin d tudier les diff rentes sortes de r sultats qui peuvent tre obtenus Dans un mod le 3D la configuration des lieux la forme des objets et tout autre sorte d information peuvent tre r unies dans un m me fichier Ce type de r sultat est pratique d un seul coup d oeil les donn es du cas sont pr sent es sous une forme qui permet de voir les lieux de plusieurs points de vue Cela repr sente un aide lors de l appr ciation de la pertinence des traces la combinaison des diff rents indices et de l valuation des hypoth ses sur le d roulement des v nements chapitre 7 Comme il a t not avant lorsque diverses sortes de donn es sont combin es il est important de distinguer les l ments du mod le 3D en fonction de leurs caract ristiques Cela peut tre effectu en utilisant des calques ou des groupes de s lections Plusieurs cat gories peuvent tre d finies liste non exhaustive 89 5 5 Les objets et les traces les objets et les l ments morphologiques des lieux les traces d tect es lors de la fixation de l tat des lieux les r sultats des analyses des investigations et de l interpr tation des traces et indices les informations provenant de sources diff rentes par exemple de t moignages ou d autres sys t mes de mesure e les l ments compl mentaires de description ou de la l gende G n ralement le plan d
408. que les auteurs du meurtre lui accordaient La texture d autres objets a t produite de mani re rendre plus claires les caract ristiques de l l ment en question Des sources de lumi re ponctuelles ont galement t reproduites aux endroits de la sc ne qui en comportaient tant donn que le meurtre a eu lieu la nuit il a t d cid de montrer quelle aurait pu tre la visibilit de la sc ne Travail r alis sous la direction du Dr Cristina Cattaneo au Laboratorio di Antropologia e odontoiatria forense LABANOF Institut de m dicine l gale Milan 154 Chapitre 7 La mod lisation 3D et l valuation des hypoth ses La mod lisation des v nements a t r alis e en int grant dans le mod le 3D des lieux des mod les virtuels d humanoides fixes L intervalle de temps la position et la posture des humanoides ont t d finis sur la base des t moignages des deux suspects Par la suite plusieurs cam ras virtuelles ont t int gr es dans le mod le et ont t utilis es pour cr er des vid os particuli res chaque intervalle de temps Ces derni res ont ensuite t combin es pour obtenir une repr sentation globale des v nements Pendant le montage des extraits des t moignages des auteurs ont t introduits comme sous titres Les images des r v lations au Luminol effectu es sur le sol et sur la paroi ont t ajout es non pas comme photomod les ou textures sur le mod le 3D mais comme
409. r pandu et ou ouvert VRLM X3D PDF etc et l utilisation de logiciels permettant la protection des donn es doivent tre pr f r s 7 5 2 M thodologie Ce chapitre montre des applications particuli res de la mod lisation 3D pour la pr sentation et l valuation d hypoth ses ou d v nements Du point de vue m thodologique il s agit de consid rer les informations du cas de les combiner et d essayer de proposer des interpr tations de la situation des lieux des traces des indices des t moignages et des l ments venant de l enqu te Les informations utilis es pour effectuer ce travail proviennent de plusieurs sources plus ou moins justes fid les et valides Le sp cialiste qui cr e le mod le 3D doit distinguer chaque information en fonction de sa valeur et de sa signification Ainsi pour un accident de la circulation une trace de freinage ou une vid o provenant d une cam ra de surveillance ayant document l accident fournissent des indications mat rielles mesurables alors que le t moignage d une personne ayant assist l accident est une perception subjective et fugace de l v nement Lors de l utilisation de la photogramm trie combin e avec la mod lisation 3D la valeur d une donn e est appr ci e en consid rant ses qualit s de justesse et de fid lit tandis que sa signification r sulte de l valuation de sa validit de sa pertinence et de son interpr tation dans le contexte en examen La signification
410. r s sur la paroi o les projections de sang taient pr sents mesures pour la calibration des mod les photogramm triques enregistrement photographique g n ral de la sc ne enregistrement photographique de la paroi avec les projections de sang S e EE enregistrement photographique des traces de sang latentes r v lation au Luminol La premi re phase a consist effectuer un tat des lieux traditionnel croquis photographies g n rales recherche de traces et pr l vements Les traces de sang projet es se trouvaient toutes pr sentes sur une paroi se trouvant derri re un fauteuil Le fauteuil pr sentait des traces de sang passives l endroit ot la victime tait allong e Sur le tapis des traces de sang passives et des traces de sang de transfert de semelles taient visibles Pour l enregistrement photographique g n ral de la sc ne un appareil photographique num rique Fujifilm FinePix S3 Pro avec objectif Sigma EX Aspherical IF 15 30 mm a t utilis La focale a t fix e 15 mm la mise au point 2 m tres le diaphragme f 16 le temps de pose 1 60 s et les images ont t enregistr es en format RAW Avant de passer l enregistrement des traces de sang projet es et la r v lation au Luminol plusieurs rep res ont t plac s sur la sc ne c nes de marquage sur le sol rep res luminescentes pour la r v lation au Luminol et rep res adh sifs jaunes pour la paroi L
411. r 3D ATOS qui se base sur l approche lumi re structur e Tritop permet de reconna tre automatiquement certains points de calage d finis par des points cod s Ces points sont ensuite compl t s par d autres points clairs ou sombres qui permettent d augmenter la pr cision et la stabilit de la restitution Une mesure de r f rence avec des points cod s permet de d finir l chelle Une fois la restitution photogramm trique compl t e le r sultat contient tous les points de calage choisis avec leur position dans l espace Certains outils compl mentaires permettent de d finir des points additionnels choisit par l utilisateur des lignes et autres figures g om triques Par la suite il est possible de lier ces donn es avec une mod lisation 3D effectu e avec le syst me AT OS Ce dernier utilise les coordonn es des points de calage pour reconnaitre la position de l enregistrement 3D Finalement en combinant plusieurs acquisitions le r sultat pr sente un mod le 3D d taill du sujet en question Ce double syst me photogramm trie et scanner 3D est utilis par la police de la ville de Zurich par l institut de m decine l gale de l universit de Berne et par la police du canton de Berne Collectif 2008 Ce syst me illustre un exemple des d veloppements les plus avanc s en photogramm trie num rique multi images vers lequel plusieurs logiciels photogramm triques tendent aller Toutes les op rations d orientation interne
412. r le sol et sur la paroi et qui ont t r v l es au Luminol Santacroce 2006 Le rapport d autopsie a fourni des informations compl mentaires quant aux blessures port es la victime Pour compl ter l enqu te le magistrat des mineurs a demand une mod lisation 3D combin e avec une reconstruction des v nements de facon appr cier la correspondance des indices avec les t moignages des auteurs Le travail a t confi un laboratoire italien d anthropologie forensique qui effectue accessoire ment des mod lisations 3D de lieux de crimes Dans le cas pr sent la reconstruction a t accomplie en utilisant le plan architectural de la maison plusieurs s ries de mesures et en int grant les d cou vertes des r v lations au Luminol Le travail de fixation de l tat des lieux effectu par la police scientifique a t compl t par une s rie de mesures sur la position des objets pr sents sur la sc ne Les prises de vue g n rales de l int rieur de la maison ont t compl t es avec des prises de vue plus d taill es Dans le mod le 3D la texture de certains objets a t reproduite sp cifiquement grace aux photographies et des biblioth ques de textures pr sentes dans le programme de mod lisation Le choix des l ments texturer a t op r sur la base de la pertinence de la reproduction par rapport une coloration uniforme Ainsi le drapeau des Etats Unis a t reproduit au vu de l importance
413. r les lieux voir paragraphe 5 4 2 Dans le cas pr sent il s agit d exploiter au mieux les donn es recueillies pour fournir des indices utiles aux enqu teurs et au tribunal Le travail a t r alis uniquement au laboratoire en examinant les donn es recueillies lors de la documentation Le mat riel utilis a t le suivant e 3Ds Max pour la gestion du mod le 3D e Adobe Photoshop pour le traitement des images e Final Cut Pro HD pour l analyse de la vid o de la cam ra de surveillance La distinction dans le mod le 3D des diff rents objets d finis dans la premi re partie c est dire les objets les traces la cam ra de surveillance les victimes et les l ments additionnels li s la l gende avaient t choisis de mani re faciliter le travail de finition et pouvoir s lectionner les diff rents composants du r sultat s par ment Lors de l analyse des traces cette distinction par objet est moins importante m me si elle est pratique pour la gestion du fichier Pour faciliter l exploitation des indices dans le mod le 3D ou sur le plan final il est plus utile d effectuer une diff renciation entre e les l ments li s au lieu lui m me les parois le sol le plafond les objets des lieux les traces laiss es par les victimes les traces provenant de la m me source distingu es par type de trace les objets pr sentant un int r t pour l enqu te les mod les 3D utilis s pour l analyse et
414. r lesquels des mesures ont t effectu es avec num rotation Pour plus de d tails se r f rer aux donn es report es dans les tableaux de l annexe B 2 Pour des raisons de pr sentation le plan n est pas l chelle s rie 3 sans tr pied avec flash images de bonne qualit Par rapport la s rie pr c dente d images le fait d utiliser un flash annulaire permet d enlever les ombres port es et de mieux d finir les bords des objets Le niveau de d tail des objets visibles sur les images est tr s bon Avec ce genre d images deux probl mes peuvent survenir 1 lorsque deux objets de couleur uniforme se trouvent l un devant l autre distance rappro ch e l utilisation d un flash annulaire peut rendre difficile la diff renciation des sujets 2 avec un clairage ponctuel que ce soit un flash traditionnel annulaire ou un autre syst me d clairage l clairement du sujet n est pas homog ne les sujets les plus proches ont une luminance plus lev e que les sujets loign s Les images de la s rie 3 ont t transform es en format TIFF Certaines images ont n cessit un traitement pr alable pour diminuer la diff rence de luminance des sujets loign s par rapport aux sujets proches Les images TIFF ont t ensuite introduites dans le logiciel CDW Au minimum 6 points homologues pr sents sur au moins deux images ont t d finis L origine du syst me de coordonn es a t plac e pa
415. r rapport aux c nes noir blanc Les 3 distances entre ces c nes ont servi pour ajuster l chelle de la restitution et pour v rifier la qualit du travail Les images et les mesures ont permis d effectuer l orientation externe sur la base de la proc dure d crite dans l annexe A 4 Ce r sultat de base a t utilis comme base pour d autres tests Diff rents changements de donn es lors de l introduction des images de la d finition des points homologues et de la cr ation du mod le photogramm trique ont t apport s La liste des tests r alis s est la suivante test 1 r sultat de base obtenu en suivant la proc dure d crite plus haut mesures de calibration 1 74 m 1 80 m et 2 545 m test 2 le nombre de points homologues d finis sur les images a t r duit environ la moiti But du test appr cier l influence du nombre de points homologues sur la qualit de la cr ation du mod le photogramm trique 50 Chapitre 4 Equipements et m thodes FIG 4 2 Trois images du m me sujet provenant des diff rentes s ries d images prises lors de l exp rience De gauche droite des portions d images provenant respectivement de la s rie de photographies 1 la s rie de photographies 2 et la s rie de photographies 3 test 3 la position des points homologues a t modifi e de fa on tre non uniforme sur la surface des images But du test appr cier l influence de la position des points
416. ramm trique plusieurs probl matiques sont consid rer Dans un tat des lieux interne la sc ne est g n ralement divis e en diff rentes parties en raison d obstacles physiques Une porte ou une fen tre repr sentent des ouvertures visuelles restreintes d un c t et de l autre de l obstacle Pour effectuer un mod le photogramm trique de toute la sc ne il faut que toutes les images se lient entre elles chaque image doit contenir des points homologues qui se trouvent sur les autres images figure 5 13 Les obstacles limitant la vision peuvent cr er des probl mes car les s ries d images dans une pi ce peuvent tre difficiles lier avec une autre s rie d une autre pi ce Pour cette raison il est im portant d avoir suffisamment d images et de points de calage qui puissent lier les diff rentes parties de la sc ne Local 1 Local 2 Local 1 Local 2 Fic 5 13 Repr sentation des prises de vue photogramm triques entre deux locaux s par s par une porte gauche en rouge les prises de vue depuis le local 1 au milieu en vert les prises de vue depuis le local 2 droite la combinaison des deux En bleu les points de calage qui permettent de lier les s ries d images faites dans le local 1 et le local 2 Une deuxi me solution dans le cas o des obstacles seraient pr sents est de cr er un mod le photogramm trique pour chaque pi ce et ensuite les combiner lors de la finition du travail de m
417. ramm triquement cela a t effectu dans le logiciel Microstation 51 4 3 Validation des syst mes Fic 4 3 Image pr sentant la fen tre de travail avec le logiciel CDW A gauche sont organis es les vignettes des images utilis es pour la restitution photogramm trique A droite la fen tre de travail avec un exemple de restitution d un querre le polygone dessin en vert d crit les contours de l objets et sera reproduit dans un mod le 3D Le petit tableau au milieu contient les informations issues de la restitution du polygone en question avec les coordonn es de ses sommets ainsi que la fid lit avec laquelle ces points ont t restitu s 4 3 2 Mod lisation 3D Microstation Le fichier DXF issu de la restitution photogramm trique a t import dans le logiciel Microstation pour la finition du mod le 3D et la r alisation d un plan l chelle Les diff rents l ments ont t reproduits sur un plan en 2D correspondant une vision orthographique depuis le haut Le travail de finition a consist principalement en la d finition pr cise des contours des objets par des formes planes de base comme des carr s des rectangles des cercles et d autres polygones 3Ds Max Le m me fichier brut DXF de la restitution photogramm trique a t import dans 3Ds Max Dans ce cas le but de la finition a t de reproduire en 3D les diff rents l ments de la sc ne Pour
418. ration des r sultats des investigations Des observations faites la photogramm trie combin e avec la mod lisation 3D peut tre per ue de deux mani res e comme outil de travail compl mentaire aux approches traditionnelles e comme moyen d investigation indispensable pour l analyse m trique des images Lors d un tat des lieux le travail de fixation est effectu en grande partie par l utilisation de la photographie la r alisation de croquis et la prise de notes Les techniques de photogramm trie multi images s ins rent facilement dans ce processus Les diff rences principales apparaissent au la boratoire lors de la restitution photogramm trique et la finition du mod le 3D qui sont g n ralement plus complexes et longues que les m thodes traditionnelles d illustration d tat des lieux Dans ce contexte la photogramm trie combin e avec la mod lisation 3D peut tre ais ment introduite dans le processus de travail de fixation d un lieu d objets ou de traces Par rapport l approche tradi tionnelle de fixation et d illustration des l ments li s un crime ou un accident la fixation et Villustration par la photogramm trie et la mod lisation 3D n cessitent e plus de photographies sur les lieux mais moins de mesures e l introduction ventuelle de rep res e la diminution du temps de travail sur les lieux et une augmentation du temps du travail au laboratoire Finalement il faut remarquer qu ef
419. ratoire Pour les appareils non m triques l estimation est plus laborieuse Deux possibilit s de calibration sont envisageables Godding 2002 e Au laboratoire il est possible de d terminer les param tres intrins ques d un appareil par l uti lisation d un support de contr le avec une trame r guli re connue comme une grille ou un r seau qui est photographi dans des conditions sp cifiques En comparant l image obtenue et les donn es r elles du support de contr le il est possible de calculer les donn es de l orientation interne Ce genre d orientation est utile dans le cas o l appareil photographique a une orien tation interne stable ce qui n est pas le cas pour des appareils d amateurs En outre il faut consid rer que l orientation interne varie en fonction de l objectif et des conditions de prise de vue e En utilisant l ajustement des faisceaux l orientation interne peut tre calcul e en m me temps que l orientation externe par la r solution du syst me d quations par calcul it ratif Cette approche permet de calculer de fa on compl te toutes les donn es de l orientation interne et externe De plus il est possible de calculer l incertitude pour chaque param tre et ainsi fournir une appr ciation de la qualit du r sultat Plusieurs sortes d algorithmes permettent d effectuer ce travail Orientation externe en deux tapes Orientation relative Lorsque plusieurs images sont employ es po
420. re tendu et ou partag par des obstacles physiques qui limitent la visibilit de la sc ne des zones Lors de la restitution photo gramm trique la fid lit et la justesse diminuent avec l loignement depuis l endroit o se trouvent les mesures de calibration Afin de garder des niveaux de fid lit et de justesse ad quats tout le long de la restitution trois solutions sont envisageables e effectuer des mesures de grandeur ad quates e effectuer plusieurs mesures diff rents endroits e diviser les lieux en plusieurs zones et effectuer un relev photogramm trique pour chaque partie Lorsque les lieux de l accident sont divis s en plusieurs parties un mod le photogramm trique et une restitution pour chaque zone pourront tre r alis s Les r sultats des restitutions sont ensuite combin s dans un logiciel de mod lisation 3D De cette mani re il est possible d tendre le relev photogramm trique une plus ample r gion Cela a par exemple t effectu pour la fixation de l tat des lieux lors de l accident du tunnel du Gothard en 2001 Arnold et Gratzer 2003 8Les exceptions concernent les accidents dans un tunnel ou sur un pont 9 Avec l volution technologique cette diff rence tend s estomper 10Un avantage de cette tape de num risation est la possibilit de r gler le scanner de fa on optimiser l chelle tonale et la d finition de l image 11Pour pouvoir combiner les deux s ries d
421. re exploit et int gr dans cette investigation Cette section r sume les travaux qui ont t effectu s l UTD de la police de la ville de Zurich pour la restitution photogramm trique des lieux d un accident de travail et pour le relev et la restitution d une sc ne effectu s PIPS dans le cadre d une tude d une expertise d accident de chasse D autres cas impliquant des accidents d a ronef des accidents de travail et des explosions ont t suivis et discut s avec les sp cialistes du WD de la police de la ville de Zurich et de l UTD de la police du canton de Berne 5 3 2 Accident de travail effondrement d une structure en bois Faits Lors de la construction d une structure en bois servant de base pour une mai son la presque totalit du b timent s effondre Une personne est gri vement bless e Mission Illustrer l tat de la structure effondr e au moment de l intervention FIG 5 6 Vue g n rale des lieux de l accident A gauche une image de t moin juste avant l effondrement A droite une vue des lieux apr s l effondrement Image fournie par le WD UTD de la police de la ville de Zurich Mat riel et m thodologie sur les lieux Sur les lieux le mat riel suivant a t utilis e Rollei D7 Metric pour les prises de vues photogramm triques e c nes de marquage e m tre d roulant pour la prise des mesures 13Comme les vid os ou les photographies de t moins ou de syst mes de surveillanc
422. reil photographique fixer la d finition des images la focale la mise au point et le diaphragme D sactiver la rotation automatique des photographies 6 noter la marque et le mod le de l appareil photographique l objectif utilis et sa focale 7 valuer la sc ne pour d terminer les angles de prises de vue pour s assurer que les photographies repr sentent les lieux de fa on compl te Pour le travail avec CDW il faut que chaque objet et point repr senter soit visible sur au moins deux photographies 8 effectuer les photographies Si plusieurs appareils photographiques ou objectifs sont utilis s noter pour chaque image les donn es de l appareil utilis A 4 Travail au laboratoire avec CDW et MSR CDW et MSR fonctionnent seulement en environnement Windows Pour pouvoir faire une res titution multi images avec CDW ou cr er une orthoimage avec le logiciel MSR plusieurs donn es sont indispensables les images les informations sur l appareil photographique utilis et les mesures 5Pendant cette tape de calibration les param tres de justesse et de fid lit peuvent tre modifi s pour faciliter les calculs 6Les donn es m triques pour la calibration peuvent galement tre acquises avec un tach om tre et tre introduites comme coordonn es de points de calage 209 A 4 Travail au laboratoire avec CDW et MSR faites sur les lieux Un croquis approximatif des lieux avec le positionnement des points de re
423. reil photographique K appel es orientation interne g om trie interne ou propri t s intrins ques Lorsque deux images homologues sont pr sentes l op ration de projection d une droite pipolaire peut tre synth tis e sous la forme d une matrice projective de donn es en 2D 2D La matrice ainsi construite s appelle matrice fondamentale et aura une dimension de 3x3 Fiz est la matrice fondamentale de passage de l image 1 l image 2 La matrice fondamentale Fy F est la matrice de passage de l image 2 l image 1 Ainsi la droite pipolaire dz du point q sur l image homologue peut tre calcul e par la relation da F2q1 La combinaison de la matrice fondamentale avec les 19 2 2 Les principes matrices qui caract risent la g om trie interne des appareils K et K permet de calculer la matrice essentielle E c est dire la matrice qui d termine l information sur la position et l orientation relative des appareils photographiques partir des seules images E KT F K 2 10 Si plus de deux images sont combin es des relations plus complexes doivent tre consid r es Trois images et plus fournissent diff rents rayons de vue pour le m me point objet Il est donc possible de r duire l incertitude de la position du point objet dans l espace r el Les vues suppl mentaires seront galement utiles pour v rifier la qualit de l valuation faite avec les deux premi res images 2 2 3 La proc dure Le proce
424. res de surface Elle se combine actuellement avec d autres techniques de mod lisation 3D et d enregistrement des organes internes D autres recherches et applications se sont focalis es sur les mesures anthropom triques sur des individus film s par des cam ras de surveillance Angelis et al 2007 Bijhold et Geradts 1999 Compton et al 2000 Criminisi et al 1998 Criminisi 2001 Klas n et Fahlander 1996 Klas n et Li 1998 Lee et al 2008 Lynnerup et Vedel 2005 Cer taines tudes plus sp cifiques se sont dirig es sur l analyse des informations m triques sur les visages Fraser et al 2003 Goss et al 2006 Iscan et Loth 2000 Ruifrok et al 2003 Yoshino et al 2000 Yoshino et al 2001 Yoshino et al 2002 Yoshino et al 2005 et sur des objets Criminisi 2001 Klas n 2002 Dans ces situations la photogramm trie et la mod lisation 3D sont utilis es principalement pour des buts d analyse valuation de la taille de la personne ou de l objet individualisation d une personne partir des images tude du mouvement d un objet ou de la d marche d une personne 1 4 But de la recherche 1 4 1 Situation actuelle L utilisation de la photogramm trie num rique dans les sciences forensiques est relativement r cente A cause de la simplification des outils de photogramm trie et de la qualit des r sultats obtenus apr s mod lisation 3D ces techniques se r pandent de plus en plus dans diff re
425. rge Scale Simulations Computer Aided Design 37 99 107 2005 Proesmans et al 1997 M PROESMANS L V Goo et F DEFOORT Recognition of Suspects Through 3D Photographs SPIE 2942 170 181 1997 Remondino et El Hakim 2005 F REMONDINO et S EL HAKIM Critical Overview of Image Based 3D Modeling In A GRUEN E P BALTSAVIAS L V GooL K LAMBERS M SAUERBIER et D ROTH ds International Workshop on Recording Modeling and Visualization of Cultural Heritage Ascona 2005 Remondino et El Hakim 2006 F REMONDINO et S EL HAKIM Image Based 3D Modelling A Review The Photogrammetric Record 21 115 269 291 2006 Remondino et Fraser 2006 F REMONDINO et C S FRASER Digital Camera Calibration Methods Consi deration and Comparisons International Archives of Photogrammetry Remote Sensing and Spatial Information Sciences XXXVI 5 266 272 2006 Robinson 2007 E M ROBINSON Photogrammetry In E M ROBINSON d Crime Scene Photography Academic Press London 2007 Rollei 2002 ROLLEI User Manual RolleiMetric MSR v 4 0 RolleiMetric CDW Manuel d utilisation 2002 Rosen et al 2007 P Rosen V Popescu C HOFFMANN et A IRFANOGLU A High Quality Physically Accurate Visualization of the September 11 Attack on the World Trade Center Rapport technique Department of Computer Science Purdue University 2007 Ruifrok et al 2003 A Rurrrok M Goos B HOOGEBOOM D VRIJDAG et J BIJHOLD F
426. riable selon sa source et sa signification Son utilisation et son interpr tation seront diff rentes un l ment mat riel comme une trace ou une vid o la fin de l analyse fournira une donn e fixe par rapport laquelle un t moignage qui est subjectif et personnel pourra tre test Mat riel et m thodologie Le mat riel employ pour effectuer une mod lisation des v nements comprend des logiciels de mod lisation 3D et d autres logiciels de traitement des donn es utilis s pour l analyse ou la recons truction Chaque outil a des caract ristiques qui lui permettent d effectuer plus ou moins ais ment une mod lisation ou une pr sentation Le sp cialiste doit choisir le moyen utiliser pour effectuer au mieux la mod lisation sur la base de la mission des donn es disponibles et du moyen de pr sentation choisi Comme il a t soulign par Sandstrom 1997 lors du travail de cr ation d une animation le sp cialiste doit avoir disposition toutes les donn es qui permettent de bien appr cier le d roule ment des faits Lors d une reconstruction des v nements une mise en commun de tous les indices est faite Les indices peuvent avoir t d termin s par plusieurs moyens et auront des valeurs diff rentes au niveau de la validit et de la pertinence pour la reconstruction Il est important que le sp cialiste effectuant l animation soit conscient de la validit de chaque information utilis e et des carac
427. ric PFI Neuss D 1997 Collectif 2000 COLLECTIF Le relev CDW In Groupe technique accident de la police de la circulation Grand Paccot 2000 Police cantonale Fribourg Collectif 2005 COLLECTIF Spezialausr stung Vermessung Fotogrammetrie Auswertung Spurensi cherung In UNFALLGRUPPE d Journ e des chefs du groupe des accident 5 juillet 2005 Lucerne 2005 Unfallgruppe Collectif 2006 COLLECTIF Spezialausr stung Vermessung Fotogrammetrie Auswertung Spurensi cherung In UNFALLGRUPPE d Journ e des chefs du groupe des accident 17 f vrier 2006 Lucerne 2006 Unfallgruppe Collectif 2007 COLLECTIF Spezialausr stung Vermessung Fotogrammetrie Auswertung Spurensi cherung In UNFALLGRUPPE d Journ e des chefs du groupe des accident 25 august 2007 Lucerne 2007 Unfallgruppe Collectif 2008 COLLECTIF Spezialausr stung Vermessung Fotogrammetrie Auswertung Spurensi cherung In UNFALLGRUPPE d Journ e des chefs du groupe des accident 3 Juin 2008 Lucerne 2008 Unfallgruppe Compton et al 2000 D COMPTON C PRANCE M SHEARS et C CHAMPOD A Systematic Approach to Height Interpretation From Images In SPIE d Enabling Technologies for Law Enforcement and Security vol 4232 p 521 532 Boston 2000 SPIE Cooner et Balke 2000 S A CooNER et K N BALKE Use of Photogrammetry for Investigation of Traffic Incident Scenes Rap tech Report 4907 2
428. rie Elcovision Tritop et iWitness et avec le logiciel de mod lisation 3D AutoCAD Les buts de ces tests sont e de se familiariser avec les syst mes de photogramm trie multi images et les logiciels de mod lisation 3D utilis s dans la recherche e d valuer la qualit des donn es obtenues par la restitution photogramm trique combin e avec la mod lisation 3D e de v rifier et valider la m thodologie de travail lors de la fixation photogramm trique e d appr cier les diff rences des logiciels de photogramm trie 4 3 1 Close Range Digital Workstation Situation une salle photographique sombre d environ 6 m x 6 m contenant plusieurs objets de diff rentes tailles formes et couleurs Objectif effectuer un relev photogramm trique de la pi ce avec tous les objets qui y sont contenus appr cier le mat riel et la m thodologie de travail sur le plan photographique photogramm trique et de mod lisation 3D valuer la qualit des r sultats Mat riel utilis e appareil photographique num rique Fujifilm FinePix amp S3 Pro amp avec objectif Sigma EX As pherical IF 15 30 mm c nes de marquage noir blanc rep res jaunes num rot s et querres tr pied Manfrotto 161MK2B flash annulaire Elinchrom S Ranger RX t l m tre laser Leica amp Disto pro a ordinateur DELL Precision 530 Processeur Intel Xeon 1 50 GHz 1 Gb RDRAM avec carte graphique Radeon VE e CDW pour le tra
429. rielles qui 62 Chapitre 4 Equipements et m thodes Fic 4 10 Illustration des trois tapes du travail lors de la restitution photogramm trique et la finition du mod le 3D A gauche une image repr sentant les l ments restitu s photogramm triquement dans le logiciel CDW Au milieu les l ments restitu s sous la forme de points et de lignes apr s importation dans le logiciel 3Ds Max A droite la finition du travail effectu e en se basant sur les l ments restitu s et sur les images des lieux Les photomod les ont t r alis s avec un point de vue et une perspective semblable la photographie peuvent tre dessin es avec plus ou moins de finesse Certains outils de dessin pr sents par exemple dans Microstation et AutoCAD permettent de placer pr cis ment les formes de dessin sur les l ments restitu s photogramm triquement En revanche il ne sera pas possible de redessiner en d tail certaines formes Cette limitation qui intervient d j lors de la restitution photogramm trique peut appara tre sous diff rents aspects e reproduire une forme arrondie partir des images La d finition des points sur les bords la visibilit de la courbe ou le dessin pr cis de la courbe partir des outils de mod lisation 3D sont difficiles e reproduire des objets qui pr sentent beaucoup d irr gularit s sur les bords et arr tes D un c t la visibilit de ces asp rit s peut tre impossible cause
430. rifier la concordance entre les traces de sang et les t moignages Finalement il a t d cid de ne pas pr senter ce r sultat au Tribunal car il y aurait eu le risque que les observations soient cibl es davantage sur les mouvements m caniques des mod les des humano des que sur les l ments techniques repr sent s 7 3 3 Fusillade et tentative de fuite reconstruction de la position des tireurs Faits Apr s un cambriolage des voleurs essayent de s enfuir en voiture La police installe des barrages sur la route tandis qu une voiture essaie de les bloquer par der ri re Les voleurs en essayant de s enfuir forcent le passage Deux gendarmes tirent sur la voiture plusieurs reprises la suite de cette fusillade le conducteur est bless une jambe et s arr te apr s 100 m La deuxi me personne sort de la voiture et s en fuit pied Mission Reconstruire par la mod lisation 3D les angles de tir des gendarmes Fic 7 6 Illustration d une tape de la reconstruction 3D des tirs Image fournie par le WD UTD de la police de la ville de Zurich Mat riel et m thodologie Le travail de mod lisation des v nements a t r alis en combinant diff rentes donn es provenant de plusieurs sources les donn es du relev des lieux les t moignages des tireurs et les traces pr sentes sur les voitures La fixation et la pr sentation de l tat des lieux ont t effectu es par la police cantonale de
431. romagn tiques ou autres ph nom nes Traduit de Slama 1980 La photogramm trie est une technique de mesure qui partir d informations en 2D permet de retrouver la dimension et la position des sujets enregistr s Comme son nom l indique la pho togramm trie se base sur l analyse des photographies Elle se divise en deux branches principales la photogramm trie grande distance pour des distances de prises de vue sup rieures 300 m g n ralement comparable la photogramm trie a rienne et la photogramm trie rapproch e li e la photogramm trie terrestre pour des distances de prises de vue inf rieures 4 300 m sujet d int r t de cette th se Lors de la photographie les donn es 3D sont r duites sur une surface en 2D Ce changement enl ve l information de la profondeur l impression de distance qu un observateur peut percevoir sur une image est donn e par la connaissance a priori de la taille des sujets observ s et par la comparaison de leurs dimensions apparentes Cette sensation peut se r v ler fausse ou impr cise comme dans les cas d illusions d optique Le but des techniques photogramm triques est de retrouver l information 3D par l analyse de donn es en 2D Un exemple d analyse d images pour la saisie de la 3D est ce qu accomplit le syst me visuel humain Les yeux fournissent du fait de l cartement interpupillaire deux images l g rement diff rentes Le cerveau analyse ces deux informat
432. rphologique valuation de la concordance physique entre la trace et un objet de comparai son comme pour la preuve par assemblage ou les comparaisons entre objets 3D e chimique d termination des composants de la trace et ventuellement comparaison avec des r sidus d une substance suspecte e d autres caract ristiques plus ou moins s lectives propres la source de la trace dans ce cas le travail consiste extraire des informations qui permettent d tablir un profil de la source de la trace et de la confronter avec d autres donn es comparables Pour aboutir une individualisation il faut avoir des traces des objets ou d autres donn es avec lesquelles effectuer la comparaison Sans un suspect pour la comparaison l exploitation de la trace pour la d termination de son origine se r sume en la d termination d informations qualificatives de la source de la trace pouvant tre utilis es pour effectuer des recherches dans des banques de donn es ou simplement pour fournir des renseignements pour l enqu te Dans certaines situations la photogramm trie combin e avec la mod lisation 3D peut tre utilis e comme moyen d analyse pour la d termination de la source de la trace Le travail consiste en l extraction d informations m triques ou morphologiques partir d images pour ensuite les utiliser pour une comparaison ou une recherche Un deuxi me but de l investigation est essayer de d terminer ce qui s est pass Le nom
433. rreur al atoire Lors du travail avec des outils de photogramm trie et de mod lisation 3D des approximations sont obligatoirement faites que ce soit cause de la m thode d enregistrement de reproduction du sujet ou de traitement des donn es La limite de fid lit et de justesse partir de laquelle le travail est accept ou pas d pend du but du travail et de l appr ciation du sp cialiste Il faut aussi remarquer que l intervention de la part d un op rateur est toujours indispensable m me pour les syst mes les plus automatis s la finition du mod le 3D le choix des l ments pr senter et la m thode de pr sentation sont du ressort du sp cialiste La restitution photogramm trique combin e avec la mod lisation 3D est une m thode d enregistrement d analyse et de reproduction de donn es provenant du monde r el Ce passage du r el au num rique suit plusieurs tapes qui peuvent influencer la qualit et la validit du travail Le sch ma de la figure 9 1 r sume les facteurs d influence sur la qualit et la validit de la restitution photogramm trique combin es avec la mod lisation 3D 9 4 Valorisation des techniques en sciences forensiques Les sciences forensiques sont l ensemble des m thodes et des principes scientifiques appliqu s pour aider la justice r pondre des questions de droit Il existe plusieurs d finitions plus ou moins d taill es qui reprennent plus sp cifiquement le r le de
434. rs de ce rapprochement le m decin l giste exposait les possibilit s au technicien lequel orientait le mod le 3D en fonction de points fixes entre les traces et la dentition cela permettait de v rifier les points de concordance et de non concordance Finalement le r sultat de la comparaison a t pr sent sous la forme de plusieurs photomod les 112 Chapitre 6 L analyse et l exploitation des donn es Le r sultat Lors de la documentation et Villustration de l tat des lieux par le relev photogramm trique combin avec la mod lisation 3D les r sultats obtenus rassemblent en un seul fichier toutes les donn es concernant la taille et la position de chaque l ment reproduit Dans les applications pr sent es dans ce paragraphe un type de trace par cas a t examin Les r sultats ont t int gr s dans le mod le 3D des lieux et pr sent s sous la forme de plans et de coupes verticales Le type de traces tudi est particuli rement int ressant car l investigation doit consid rer les trois dimensions de l espace les r sultats des analyses peuvent ne pas se trouvent sur le m me plan La visualisation des r sultats et la r alisation de l investigation peut tre ambigu ou difficile si elle est appr ci e uniquement en 2D L int gration dans un mod le 3D permet de voir leur volution par rapport aux autres objets et de faciliter l explication des v nements qui sont leur origine Il faut rem
435. s e un exemple de reconstruction des v nements partir des traces retrouv es sur les lieux com bin es avec les t moignages des personnes impliqu es 5Donc en 4 dimensions les trois directions de l espace et le temps 153 7 3 La mod lisation des v nements e une reconstruction d une fusillade partir des traces retrouv es sur les lieux combin es avec la mod lisation d un accident et des t moignages fournis par les personnes impliqu es dans la fusillade 7 3 2 Meurtre reconstruction des v nements Faits Un cadavre en tat de d composition est d couvert dans une d charge sauvage L enqu te conduit deux personnes qui sont interpell es Lors du relev de l tat des lieux de leurs habitations des traces luminescentes sont r v l es au Luminol Apr s plusieurs interrogatoires ces deux personnes avouent le meurtre et d crivent les d tails des v nements Mission Reconstruire par la mod lisation 3D les v nements lors du meurtre Fic 7 4 Image extraite de la vid o qui a t cr e pour reconstruire les v nements lors du meurtre Dans la vid o apparait un texte en sous titre provenant d extraits des t moignages Image fournie par la Police Scientifique du Tessin Mat riel et m thodologie Lors de l enqu te diff rentes traces ont t retrouv es notamment des traces de sang sur un drapeau au dessus du lit o l homicide a eu lieu et des traces de sang lav es su
436. s Les mod les 3D filaires d crivent les entit s sous la forme de lignes d termin es par des points d finissant les sommets des objets Ce type de mod le fixe les contours et permet de voir au travers de l objet quel que soit le point de vue Les lignes sont relativement simples d finir il suffit de fixer un point partir duquel le segment doit tre dessin et le point final L information concernant l int rieur et l ext rieur de l objet n est pas d finie Ce type de repr sentation est utile pour des objets simples ou des mod les grossiers mais peut poser des probl mes d ambiguit lors de l interpr tation des formes Les courbes sont repr sent es par des suites de points formant un segment non rectiligne Une image est une repr sentation matricielle par points bitmap en anglais tandis que les mod les 3D sont des constructions bas es sur des formes de bases simples points lignes courbes polygones et ainsi de suite 30 Chapitre 3 La mod lisation 3D g om trique Du point de vue math matique une courbe est d finie par une ou plusieurs quations La difficult r side dans leur repr sentation num rique Deux mani res de d crire une courbe sont possibles e par approximation la courbe est approxim e sur un ensemble de points de contr le e par interpolation la courbe passe par des points de contr le Les mod les surfaciques d crivent les objets 3D comme un ensemble de surfaces L entit
437. s du point de vue point de vue position de la cam ra ou de l oeil plan de vue plan post rieur de dessin z syst me de coordonn es du plan de vue volume de vue ou pyramide de vue syst me de coordonn es du monde Fic 3 2 Coordonn es et caract ristiques du syst me de vue utilis lors de la mod lisation 3D La visualisation d un mod le 3D comprend la d finition d un point de vue d une fen tre de visualisation g n ralement cela correspond la fen tre du logiciel et d un volume de vue tous les l ments pr sents dans le volume en rouge seront reproduits dans la fen tre Une fois que les param tres d observation ont t d finis le logiciel calcule l image finale synth tis e Pour faire cela le programme doit e valuer les lignes et les surfaces cach es c est dire d terminer quelle ligne et quelle surface d un objet 3D sont visibles Il existe plusieurs algorithmes qui se basent sur des tests de visibilit de profondeur ou d appartenance Dans certains cas il faut consid rer la transparence et l opacit des objets e lors de la repr sentation des objets 3D il faut d finir leur couleur Cette question est complexe car il faut appr cier la lumi re ambiante les sources de lumi re ponctuelles ou directionnelles et la courbure des objets L impression de volume est donn e par la r partition des intensit s des couleurs sur la surface e l ombre port
438. s les r sultats sont utilis s 1 pour un but d illustration avec des plans 2D qui permettent de visualiser la position des v hicules des traces et des personnes impliqu es 2 pour un but d analyse pour la reconstruction des v nements Par ces qualit s l emploi de la photogramm trie combin e avec la mod lisation 3D a t largi aux cas qui demandent un relev des lieux tendus comme les catastrophes les in cendies les accidents graves non seulement de la circulation mais galement a ronautiques et ferroviaires Bureau d enqu te sur les accidents d aviation 2004 Collectif 2005 Collectif 2006 Collectif 2007 Collectif 2008 Crowsey 2002 Duesing 2006 FIG Working Group 8 4 2006 Klas n 2002 Dans ce cas galement les r sultats de ces travaux sont surtout utilis s comme moyen d illustration et accessoirement pour l analyse ou la d monstration L utilisation dans les tats des lieux traditionnels est plus r cente et souvent li e des questions pr cises sur le d roulement des v nements le positionnement des traces sur des lieux de crimes complexes ou l valuation d hypoth ses Bijhold et al 2004 Berger et al 2001 Galvin 2004 Heinert 1995 Lanzi 2002 Pfefferli 2001 Se et Jasiobedzki 2005 Le but principal est moins l illustration mais plus l tude de questions particuli res Par la suite le mod le 3D ou le plan des lieux sera utilis pour illustrer ou d montrer les r sultats
439. s ries de mesures ce document actuellement en r vision est un guide expli quant la facon de pr senter l incertitude afin d avoir une base internationale permettant de comparer les r sultats de mesures de grandeurs physiques Sans appr ciation de la qualit du r sultat il n est pas possible de comparer cette valeur avec elle m me ou avec d autres donn es de r f rences When reporting the result of a measurement of a physical quantity it is obligatory that some quantitative indication of the quality of the result be given so that those who use it can assess its reliability Without such an indication measurement results cannot be compared either among themselves or with reference values given in a specification or standard Organisation Internationale de Standardisation 1995 Il est important de diff rencier l erreur de l incertitude Toujours selon Organisation Internationale de Standardisation 1995 l erreur est d finie comme la diff rence entre le r sultat d une mesure avec la vraie valeur tandis que l incertitude est un param tre qui caract rise la dispersion des valeurs des mesures qui peuvent tre raisonnablement attribu es au mesurande Le r sultat d une mesure peut tre tr s proche de la vraie valeur c est dire avec une erreur tr s faible mais avoir une grande incertitude Dans la pratique il existe diff rentes sources d erreurs et d incertitudes li es aux connaissances aux calculs aux talons
440. s de marquage noir blanc adh sif de localisation t l m tre laser Leica amp Disto pro a flash annulaire ElinchromS Ranger RX Une seule personne a travaill sur les lieux Le but de ce travail tait la mise en pratique de la m thode photogramm trique en combinaison avec la documentation traditionnelle des lieux Les lieux ont t nettoy s et pr par s au mieux pour effectuer une investigation dans des conditions id ales Deux cheminements bien visibles et trois zones comportant des traces papillaires avaient t appr t s Une cam ra de surveillance avait galement t imit e avec un appareil vid o num rique Canon XLIs La fixation de l tat des lieux s est d roul e selon les exigences forensiques Martin 2002 et les besoins du relev s photogramm trique en r sum 1 photographies g n rales et appr ciation de la situation sur les lieux 2 croquis de la sc ne Chaque pr l vement effectu par la suite a t not sur le croquis 3 recherche de traces l ext rieur sur le sol et sur les objets 4 pour chaque trace trouv e une photographie de d tail et un pr l vement ont t effectu s apr s pr l vement un rep re a t plac 5 positionnement de c nes noir blanc et mesures 6 enregistrement photogramm trique Les photographies g n rales et de d tail ont t prises main lev e avec flash La mise au point pour les photographies g n rales et les prises de vu
441. s de r flexion et de travail est la phase de traitement des donn es au laboratoire elle demande du mat riel et des comp tences sp cifiques Exploitation des r sultats Un des sujets les plus approfondis dans les tudes effectu es jusqu pr sent est la mani re dont les r sultats de la photogramm trie combin e avec la mod lisation 3D peuvent tre valoris s en crimina listique Un mod le 3D peut tre pr sent sous diff rentes formes Dans quelques cas le choix d une m thode de pr sentation par rapport une autre est dict plus par le fait de vouloir d impressionner Vinterlocuteur que ce soit un juge un avocat ou un enqu teur plut t que de fournir des r ponses pr cises au but de l investigation En quelque sorte la mod lisation 3D peut tre employ e comme moyen d influence et non comme outils de travail Dans ces cas la photogramm trie et la mod li sation 3D sont utilis es parce que les r sultats obtenus sont surprenants par leur qualit esth tique sans se poser la question de savoir si la mod lisation 3D est pertinente dans le cas en question cela implique l appr ciation de l utilisation de ces outils dans les sciences forensiques Chaque syst me a ses avantages et ses limites souvent le choix d utiliser une ou l autre m thode repose sur des facteurs circonstanciels et pratiques notamment la configuration des lieux du crime le temps disposition la disponibilit du mat riel ou les conna
442. s de trains explosions accidents de travail d autres types d accidents Historiquement la premi re m thode photogramm trique adopt e dans ces situations tait la st r ophotogramm trie au vu de la facilit et de la rapidit d enregistrement de maniabilit dans les espaces ouverts et de la qualit des r sultats Aujourd hui de plus en plus de syst mes de photo gramm trie num rique remplacent les m thodes de st r ophotogramm trie classiques Lors de telles situations le but de l investigation et la m thodologie de travail varient selon le type d v nement qui a eu lieu L enqu te peut tre complexe pour plusieurs raisons tendue des lieux complexit de la sc ne caract re destructif des v nements et caract ristiques d investigation souvent sp cifiques et pluridisciplinaires Ces probl matiques n cessitent une mise en place d une m thodologie et une organisation du travail tr s efficace Comme dans les cas des accidents de la circulation le but premier de l investigation est de d terminer les v nements et les circonstances dans lesquelles l accident s est produit Egalement dans ce cas il est essentiel de recueillir un maxi mum d information morphologiques sur la position et la configuration des objets des traces ou des victimes Des informations visuelles physiques chimiques et tout autre l ment pouvant fournir des renseignement sur ce qui s est d roul peut t
443. s des logiciels de mod lisation 3D Cela a men l tude de la fixation et l illustration des lieux partir des relev s photogramm triques avec les logiciels CDW de RolleiMetric Elcovision de PMS et Tritop de Gom chapitre 5 au d ve loppement d un algorithme sur Matlab et de m thodologies de travail avec les logiciels CDW MSR et 3Ds Max pour la mesure d objets et des personnes sur les images sections 6 3 et 6 4 Les logiciels de mod lisation 3D Microstation AutoCAD et 3Ds Max ont t employ s lors de la finition des mod les bruts issus des restitutions photogramm triques de l analyse des donn es et de l valuation d hypoth ses et d v nements Les figures de base comme les lignes les courbes les cubes les tri angles et les polygones ainsi que certains outils plus sp cifiques comme les cam ras virtuelles les textures ou les humanoides virtuels ont t utilis s 170 Chapitre 8 Bilan De nombreux logiciels de photogramm trie et de mod lisation 3D sont disponibles sur le march Quelques uns ont t test s en version d monstrative ou par l utilisation d une version libre sans forc ment les utiliser dans des cas forensiques concrets Chaque logiciel a des particularit s plus ou moins int ressantes qui les diff rencient les uns des autres Lors du travail le choix d une approche ou d une autre que ce soit au niveau photogramm trique ou au niveau de la mod lisation 3D est de toute facon li
444. s des objets ainsi que le d roulement des faits Les images qu illustrent les r sultats doivent tre choisies avec soin de mani re donner une perception et une 8S quence d images vid os ou mod les 3D interactifs 9Cet exemple est repris d une affaire pr sent e dans le cadre d un meeting ENFSI DIWG en 2005 Bijhold et al 2005 159 7 4 Les mod les 3D interactifs interpr tation correctes des donn es de la part de l observateur Avec une vid o la difficult de la repr sentation du d roulement des v nements est moins li e l volution temporelle mais plus au choix du point de vue pour l observation de la sc ne 7 4 Les mod les 3D interactifs 7 4 1 G n ralit s Comme l expression l indique les mod les 3D interactifs sont des mod les 3D num riques avec lesquels il est possible d interagir La visualisation se fait g n ralement l cran et l op rateur interagit avec le mod le l aide de la souris et du clavier Ce genre de repr sentation est aussi appel mod lisation 3D en temps r el voir paragraphe 3 3 2 et est souvent li la r alit virtuelle Lors de la pr paration d un mod le 3D interactif il faut distinguer deux tapes Premi rement la cr ation du mod le num rique Il faut choisir les l ments pr senter et la mani re de les structurer Deuxi mement il faut choisir la m thode de repr sentation c est dire le programme de visualisa tion du mod le
445. s fournies par le WD UTD de la police de la ville de Zurich R sultats Le r sultat est un mod le 3D qui montre la position la posture des policiers et le mouvement de la voiture lors de la fusillade Ce mod le a t pr sent de deux mani res e sous la forme de photomod les avec la posture des policiers et leur angle de tir Figure 7 6 e sur un plan pour montrer globalement leur position et la distance de tir par rapport la voiture figure 7 8 Fic 7 8 Illustration de la position d un des deux policier lors des tirs Sur les images le mouvement de la voiture volue d en haut gauche en bas droite Images fournies par le WD UTD de la police de la ville de Zurich 157 7 3 La mod lisation des v nements Ainsi en combinant tous les l ments de l enqu te provenant des lieux de la voiture et des t moignages il a t possible de reconstruire les v nements qui se sont d roul s Comme lors de la reconstruction de la vision des pilotes dans le cas pr sent au paragraphe 7 2 2 dans le rapport d expertise des remarques ont t introduites quant la validit de la reconstruction de la posture et du comportement des policiers Bemerkung Wir m ssen hier benoten dass die Rekonstruktion nicht den Ansproch erhebt dies sei die einzig m gliche Version des Ereignisses Insbesondere lassen sich die genauen K rperhaltung und die Blickrichtungen resp Kopfhaltungen der Sch tzen spurenkundlich nicht
446. s limites de l investigation r alis e Dans cette section le but est d tudier des probl matiques qui vont plus loin que l exploitation des l ments recueillis lors de l enqu te Il s agit d examiner la possibilit d utiliser la mod lisation 3D comme moyen pour la pr sentation et l appr ciation d hypoth ses La mod lisation 3D permet l intro duction de formes de contraintes ou de variables dans une reconstruction virtuelle Cela peut tre uti lis pour valuer des hypoth ses sur le d roulement des faits d crits par des t moignages d termin s par l enqu te ou propos s par le tribunal les avocats ou les enqu teurs Dans ces cas les hypoth ses concernent g n ralement l activit c est dire les v nements qui ont eu lieu Schofield et al 2002 7 2 2 Accident d avion mod lisation 3D de la vision des pilotes Faits Le 10 janvier 2000 l avion du vol Crossair LX498 s crase dans un champ Nassenwil ZH 2 minutes apr s l envol depuis l a roport de Kloten Les 7 passagers et les 3 membres de l quipage sont tu s sur le coup Lors de l enqu te il ressort que les raisons de l accident sont li es entre autres plusieurs erreurs humaines Lors du d collage l avion a entam un virage qui a t mal interpr t par le commandant tant donn la position de certains syst mes de navigation de l appareil des questions sont soulev es propos de la vision des pilotes lors du vol Mission Sur l
447. s ont galement t faites cela afin de pouvoir les positionner dans le mod le 3D Pour v rifier qu entre le moment du braquage et le moment de la fixation de l tat des lieux les cam ras de surveillance n avaient pas t d plac es des vid os du syst me de surveillance ont t collect es pendant la fixation de l tat des lieux Ces enregistrements ont galement t utilis s pour calibrer les param tres internes des cam ras du syst me de surveillance La restitution photogramm trique a t faite avec le logiciel CDW Deux diff rents mod les pho togramm triques ont t r alis s un pour l int rieur et le deuxi me pour l ext rieur de la station service Une partie des mesures a t utilis e pour calibrer les mod les photogramm triques tandis que d autres ont t utilis es pour v rifier la qualit de la restitution Les images extraites des vid os des cam ras de surveillance ont t introduites dans les mod les photogramm triques et calibr es Par la suite des mesures de la taille de l auteur du braquage ont t effectu es ainsi que des mesures de contr le sur certains objets visibles sur les images Pour ce faire la m thodologie suivante a t appliqu e 1 une image indiciaire est introduite dans le mod le photogramm trique Elle est orient e avec les autres images provenant de la restitution des lieux figure 6 11 a 2 un plan de r f rence est d fini au niveau du s
448. s points homologues le logiciel Elcovision travaille par couple d images Pour chaque introduction 6Le service technique des accidents de la police du canton de Berne calibre l appareil une fois par ann e 72 Chapitre 5 La documentation et l illustration d tats des lieux d un nouveau couple de points homologues le logiciel essaie de r aliser automatiquement l orientation relative du couple d images Apr s la d finition de plusieurs points le logiciel propose une solution pour l orientation relative cela permet de faciliter la suite du travail car pour chaque nouveau point introduit sur une des deux images sur la deuxi me image appara t la droite pipolaire lui correspondant A partir de ce moment pour chaque nouveau couple d images sur lesquelles des points homologues sont d finis des aides sous la forme de droites pipolaires apparaissent D s qu au moins 3 images sont orient es avec suffisamment de points homologues g n ralement 7 points il est possible de passer l tape de l orientation absolue il faut d finir l origine et au moins une mesure de contr le Une fois ce travail accompli sur toutes les images qui sont orient es apparaissent les positions indicatives des points qui n ont pas t restitu s La derni re tape du travail consiste r aliser un ajustement des faisceaux de toutes les images pour lesquelles l orientation absolue a t r alis e Cela permet d am liorer la qualit
449. s sciences forensiques Dans le cas de cette recherche il a t d cid de choisir la d finition suivante Les sciences forensiques ont pour but d tudier les lieua de crimes o d accidents afin d aider la justice d terminer les personnes impliqu es et le d roulement des v nements 8Un lieu est comprendre au sens large il englobe les endroits g ographiques o les v nements ont eu lieu et tous les l ments qui y sont li s objets personnes traces etc Martin 2002 180 Chapitre 9 La photogramm trie combin e avec la mod lisation 3D Processus Influence sur la qualit Monde r el Qualit des images Qualit des mesures Nombre et position des prises de vue et des mesures Conditions de prise de vue Photographie M thodologie de restitution Erreurs lors du positionnement des points Erreurs dans l introduction des mesures Erreurs dans la technique Restitution photogramm trique M M thodologie de finition Reproduction incorrecte des l ments Influence sur la validit Choix des l ments enregistrer Choix de l angle de prise de vue Choix des l ments restituer Visibilit des objets Caract ristiques des sujets repro duire transparence courbure complexit des d tails Choix des l ments mod liser Choix des caract ristiques des l ments couleurs texture etc Approximations sur la forme des objets lors de la finition
450. sation de m thodes de pr sentation plus dynamiques comme les pr sentations par des diaporamas des vid os ou des mod les 3D interactifs En sciences forensiques l utilisation de syst mes immersifs comme les casques ou les salles immersives n est pour l instant abord e que sur le plan th orique surtout comme moyen de pr sentation d une sc ne d un crime ou d indices destin s aux enqu teurs ou au tri bunal Bailenson et al 2006 Feigenson 2006 Girvan 2001 Howard et al 2000 Hui et al 2007 Des applications plus concr tes des techniques de repr sentation virtuelle au service des organes ju ridiques pourraient voir le jour 11 2 Propositions pour la suite de la recherche Cette recherche a t cibl e principalement sur la photogramm trie num rique et sur la mod lisation 3D comme outil de travail 4 la suite d une restitution photogramm trique Actuellement les d veloppements technologiques des syst mes de mod lisation 3D sont en plein essor Plusieurs recherches en sciences forensiques ont d j t r alis es mais beaucoup reste faire pour appr cier les avantages et les risques de l application de telles techniques pour d velopper des m thodologies de travail et pour fournir des aides la r flexion pour l interpr tation des r sultats dans les diff rentes branches des sciences forensiques Il n a pas t possible ici d explorer tous les domaines d application de la photogramm trie
451. se un syst me de mesure un appareil photographique un logiciel de photogramm trie et un logiciel de mod lisation 3D Plusieurs autres composants additionnels comme des rep res des outils de marquage des tr pieds et des syst mes d affichages sont tout aussi importants pour r aliser un bon travail Chaque situation documenter reproduire ou analyser implique une approche et du mat riel qui peut diff rer selon les caract ristiques de la sc ne qu elle soit tendue ou restreinte sombre ou claire simple ou complexe Les recherches effectu es jusqu pr sent proposent plusieurs solutions en se focalisant sur la description des syst mes employ s la m thodologie de travail ou le type de r sultats obtenu M thodologie Les applications dans lesquelles la photogramm trie combin e avec la mod lisation 3D sont utili s es ont fait l objet de plusieurs recherches Ces tudes proposent des m thodologies de travail plus ou moins compl tes selon les cas en examen En comparant les diff rentes approches il ressort que e dans quelques situations forensiques la m thodologie de travail diff re peu des applications propres d autres domaines e plusieurs outils et m thodes de travail peuvent tre appliqu s pour obtenir un m me r sultat e souvent la proc dure de travail sur les lieux est similaire entre des techniques photogramm triques ou des situations diff rentes e la phase qui demande le plu
452. sine l horizon line PF1 1 PF2 1 PF1 2 PF2 2 color g title Vanishing point and horizon line Define the mesures Attention pour que l algorithme fonctionne il faut que PF1 se trouve droite de PF2 au cas o il faut tourner l image ifOrgn 1 commandwindow display Warning the position of the reference is not correct display Rotate the image to get the horizon on the bottom of the reference return end pause 2 entrer les valeurs des c t s du rectangle de r f rence commandwindow clc CoteD input strcat n The first measure is between point point 1 name and point point 4 name n First measure in meters CoteG input strcat n The second measure is between point point 1 name point 2 name n Second measure in meters pause 2 gt and point s 0 while s 0 d finir deux points de l objet mesurer d finition de deux points X et Y figure 1 title Define the distance to measure First point enlarge choose the region and push a keyboard key when ready w 0 while w 0 w waitforbuttonpress end w 0 while w 0 X ginput 1 title First point defined Dou you want to redefine Push a keyboard key when finished temp plot X 1 X 2 r w waitforbuttonpress delete temp end tempplotl plot X 1 X 2 ro
453. sit de Lausanne pour avoir dirig ce travail Sans sa bonne humeur in puisable sa patience et son soutien tout au long de ma recherche il aurait t impensable d arriver ce r sultat M J rg Arnold rapporteur externe pour sa grande disponibilit lors des stages et visites au Wissenschaftlicher Dienst de la ville de Zurich pour ses conseils et impulsions lors des nombreuses discussions Dr Jurrien Bijhold pr sident du groupe d imagerie num rique Digital Imaging Working Group du R seau Europ en des Instituts de Sciences Forensiques European Network of Forensic Science Institutes pour avoir t un rapporteur de choix pour ce travail Dr Olivier Del mont pour ses critiques clair es lors de l valuation de ce travail et pour les discussions sur l application des techniques dans la pratique polici re Tout au long du travail plusieurs autres personnes sont intervenues pour me donner des conseils me former dans des domaines particuliers et me faire d couvrir des techniques photographiques photogramm triques et de mod lisation 3D Je tiens remercier particuli rement trois personnes qui ont jou un r le diff rents moments de ma recherche M Eric Sapin photographe forensique l Institut de police scientifique pour son dynamisme et ses id es M Marcel Braun expert l UnfallTechnischer Dienst de la police de la ville de Zurich pour sa disponibilit et son enthousiasme Mme
454. son des mesures C Code Matlab de l algorithme de mesure C 1 Mesure sur un plan C 2 Mesure sur verticale 105 105 106 113 122 133 141 147 147 148 153 160 163 167 169 169 170 173 174 177 177 178 180 180 183 183 184 188 191 191 193 195 205 207 207 208 209 209 217 217 227 Sigles et abr viations utilis s dans la th se 2D 3D 3DS B REP CAO CDW CRT CSG dpi DAO DGN DXF DIWG ENFSI HTML IGES IPS IRCGN IRM ISO JPEG LCD MAX MSR OBJ RAF RAW RMS SI STL TIFF UFD UTD VRML WRL X3D Deux dimensions Trois dimensions Format de donn es de 3Ds Max Boundary representation repr sentation par fronti res Conception Assist e par Ordinateur Close Range Digital Workstation Cathode Ray Tube Constructive Solid Geometry dot per inch Dessin Assist par Ordinateur Design format de donn es de MicroStation Drawing eXchange Format format d change de donn es Digital Imaging Working Group European Network of Forensic Science Institutes HyperText Markup Language Initial Graphics Exchange Specification format d change de donn es Institut de Police Scientifique Institut de Recherche Criminelle de la Gendarmerie Nationale Institut von Rechts Medizin Institut de m decine l gale International Organization for Standardization Organisation
455. spects En r sum les conditions de travail permet tant de minimiser les erreurs concernent le mat riel utilis l appareil photographique si possible calibr doit avoir une bonne d finition une bonne r solution tonale et l instrument de mesure doit tre juste et fid le le relev des lieux il faut v rifier que les prises de vue et les mesures aient t r alis es en nombre position et qualit ad quats la technique photogramm trique utilis e elle doit avoir t test e et tre connue afin d ob tenir un r sultat conforme au but du travail et elle doit fournir des informations permettant l appr ciation de la qualit du r sultat la r alisation du mod le photogramm trique il faut choisir et positionner convenablement les points homologues les mesures et les photographies la finition du mod le 3D la qualit et la validit de chaque l ment reproduit trait et pr sent doivent tre appr ci es en fonction des circonstances du cas et du but du travail Ci apr s sont r sum s quelques principes assistant la r alisation du travail photogramm trique combin s avec la mod lisation 3D dans une optique forensique Ces remarques ont t d gag es des observations faites dans les diff rentes situations examin es dans cette recherche avant le d but du travail il faut d finir les besoins qualitatifs du r sultat final cela permettra de choisir la technique et la m thodologie de trav
456. sse ne sont pas quantifiables la vitesse des voitures sur la partie d int r t de la route peut tre tr s variable car elle d pend du trafic et des conducteurs Intervalle Temps Distance Vitesse Incertitude de position s m moyenne km h km h 0 1 1 045 21 6 74 4 4 3 1 2 1 045 22 76 5 2 3 1 045 20 4 70 6 TAB 6 3 R sum des donn es utilis es pour calculer la vitesse du scooter avec l tendue de l incertitude correspondant un cart type La colonne distance contient la distance parcourue par le scooter entre les diff rentes positions d finies sur les images voir 6 9 Dans le cas pr sent l analyse de donn es recueillies sur les lieux et le traitement des images provenant d une cam ra de surveillance ont permis d obtenir des orthoimages partir desquelles la vitesse du scooter impliqu dans l accident a t estim e Cette information li e l appr ciation de l incertitude est importante pour des consid rations quant la responsabilit du conducteur En l occurrence la vitesse moyenne mesur e du scooter tait de 70 km h 76 km h alors que sur cette route elle est limit e 60 km h La vitesse calcul e correspond la moyenne de la vitesse du scooter entre les images il n est pas possible de dire si ce dernier a acc l r ou d c l r brusquement 6 3 4 Discussion Les exemples pr sent s ici traitent de deux approches de mesure appliqu es sur des images qui
457. ssent des indications suppl mentaires sur les n cessit s lors du travail photogramm trique et sur l valuation de la qualit des r sultats obtenus 4 4 Organisation du travail Pour le travail de cette recherche plusieurs tests exp riences et expertises ont t faits ou vus avec diff rents syst mes de photogramm trie et logiciels de mod lisation 3D Les stages professionnels au service de police de la ville de Zurich l Institut de m decine l gale de l universit de Berne et la police cantonale du canton de Berne ont permis d tudier et exercer l emploi des syst mes de photogramm trie CDW iWitness Tritop et Elcovision Les logiciels de mod lisation utilis s pendant ces p riodes ont t 3Ds Max Microstation et AutoCAD Il a galement t possible de voir le scanner 3D ATOS en pratique Pour appr cier les r sultats c t des tests effectu s plusieurs expertises ont t suivies ou discut es avec les sp cialistes travaillant dans le domaine de la photogramm trie et de la mod lisation 3D dans les polices de la ville de Zurich et du canton de Berne Ces cas concernent des accidents de la circulation des accidents d a ronefs des catastrophes des tats des lieux traditionnels et d autres cas particuliers Les consid rations ont t cibl es sur le processus du travail l approche du sp cialiste sur le cas en question et la fa on dont les r sultats ont t pr sent s Dans les chapitres qui su
458. ssus de d termination d un point 3D partir de photographies peut tre r sum en trois tapes l orientation interne est d termin e par la connaissance de la g om trie interne de l appareil pho tographique il s agit de d terminer la focale et les coordonn es du point principal d finissant ainsi la position du centre de perspective par rapport au plan image Il faut galement conna tre les erreurs engendr es par la d formation du film pour les films argentiques et par les distorsions de l objectif l orientation externe permet de conna tre la position et l orientation des prises de vue dans l es pace Elle peut tre calcul e de plusieurs mani res Dans le cas pr sent deux situations vont tre d crites e l orientation en deux tapes 1 orientation relative qui permet de d terminer la position des images les unes par rapport aux autres 2 orientation absolue obtenue par la d termination de la position et l orientation de l ap pareil photographique dans le syst me de coordonn es du monde r el Les six param tres qui d crivent l orientation absolue sont les trois coordonn es de la position de l appareil et les trois angles des rotations e l orientation en une tape par l ajustement des faisceaux bundle block adjustment en anglais L orientation externe est d termin e par calcul it ratif Cette approche permet de calculer simultan ment les donn es de l orientation interne la restitu
459. station finition avec 3Ds Max Une derni re consid ration concerne les mesures utilis es pour la calibration du mod le photo gramm trique Pour le test 1 le test 4 et le test 7 les mesures utilis es pour la calibration du mod le photogramm trique ont t effectu es proximit de l origine du syst me de coordonn es tandis que pour le test 9 des mesures de diff rents endroits de la sc ne ont t utilis es Ainsi pour le test 1 le test 4 et le test 7 la comparaison entre la distance des points restitu s pour la cr ation du mod le photogramm trique depuis l origine du syst me de coordonn es et l erreur al atoire sur la cr ation du point en question fournit une appr ciation de l volution de la fid lit en fonction de l tendue de la sc ne et de la position des mesures de calibration Le graphe la figure 4 6 montre la valeur de l cart type moyen apr s la restitution des diff rents points utilis s pour la cr ation du mod le photogramm trique en fonction de la distance depuis l origine du syst me de coordonn es Pour le test 1 le test 4 et le test 7 cela repr sente l volution de la fid lit de la restitution des points en fonction de la distance depuis les mesures de calibration Il est int ressant de constater que e la valeur fournie par l cart type et les valeurs RMS donnent une aper u de la qualit du r sultat mais ne permettent pas d appr cier la qualit d une mesure d
460. stiques visibles ou non visibles partir des photographies l interpr tation et le traitement des donn es pr sentes sur les images pour obtenir des informations compl mentaires Ce type d analyse devient toujours plus important avec la multiplication et la simplification du pro cessus de prise d images et la diffusion extr mement rapide autoris e par l image num rique Dans les situations o l image est un objet d tude elle peut tre consid r e comme une trace visuelle du sujet photographi ou des v nements film s elle peut devenir un indice selon les informations qui en sont tir es Selon la qualit des images certaines informations sont obtenues plus facilement comme la couleur d un v hicule film par une cam ra de contr le du trafic ou les v nements qui ont eu lieu lors d un braquage film s par un syst me de contr le vid o D autres informations sont plus cach es et n cessitent une analyse sp cifique La photogramm trie est un cas particulier d analyse d images qui permet l extraction d informations m triques des sujets photographi s n ion sont pr sent ux exem n rensiqu im Dans cette section sont pr sent s deux exemples d analyse forensique d images e un projet pour l valuation de la taille d un individu partir d images Il s agit de la suite d un travail de bachelor supervis en 2005 2006 Estoppey 2006 e une estimation de la vitesse d un v hicule film par une cam ra de survei
461. sures prises sur les lieux ont t utilis es pour affiner la qualit de la restitution photogramm trique Les images des traces de sang relev es au Luminol et qui se trouvaient sur des surfaces planes ont t trait es avec MSR afin d obtenir des orthoimages Ces orthoimages ont ensuite t utilis es pour cr er des images de traces de semelles exploitables pour une comparaison figure 5 15 Fic 5 15 A gauche l orthoimage obtenue de la zone ot la r v lation au Luminol a t effectu e en rouge la trace de semelle choisie pour la comparaison Au milieu l image de la trace de semelle orient e et agrandie A droite le r sultat final du traitement Le deuxi me mod le photogramm trique a t r alis en combinant une partie des photographies g n rales de la sc ne o se trouvaient les projections de sang et les photographies de d tails des projections de sang Pour ce mod le photogramm trique 14 mesures et 18 images ont t utilis es afin de d finir 65 points de calage sur la surface de la paroi o se trouvaient les projections de sang Pour les deux s ries d images deux param tres internes ont d tre d finis Apr s orientation externe les images ont t ouvertes dans MSR pour la cr ation des orthoimages Il a t admis que la surface o se trouvaient les projections de sang est parfaitement plane Le logiciel MSR a permis de choisir plusieurs options pour d finir des plans dans l espace 3D
462. t possible de fournir des mesures des orthoimages des plans des photomod les des vid os ou des mod les 3D selon les besoins e l valuation de l incertitude est facilit e car tout r sultat du travail photogramm trique est accompagn d indications qui permettent d en appr cier la valeur Il est ainsi possible de d ter miner selon un certain degr de certitude l intervalle l int rieur duquel la grandeur mesur e peut se trouver e les qualit s des mod les 3D permettent de pr senter un tat des lieux de diff rentes mani res L approche traditionnelle veut que l illustration des lieux soit pr sent e par des descriptions des plans 2D et des images La mod lisation 3D permet d tendre ces m thodes et de visualiser la sc ne depuis plusieurs points de vue selon des angles particuliers et de se d placer virtuellement l int rieur en choisissant le mode de visualisation selon les n cessit s e dans un mod le 3D la position des objets est univoque Lors de l interpr tation de photogra phies dans certains cas l appr ciation de la position relative de deux objets ou de la taille d un objet par rapport un autre peut tre fauss e par les effets de perspective ou des illusions d op tique En combinant plusieurs images des m mes objets par photogramm trie il est possible de d terminer les donn es m triques des sujets sur les images e la mod lisation 3D est un outil de travail tr s efficace pour la repr s
463. t Dans les exemples pr sent s ici des outils de mod lisation 3D ont t utilis s pour montrer des trajectoires apr s les investigations li es la balistique ext rieure et aux projections de sang des trajectoires ont t d finies par des c nes ou des lignes dans le mod le 3D Cela a permis d es timer l axe de tir d un coup de feu et des projections de sang Lors du travail diff rents syst mes principes et m thodologies ont t appliqu s Chaque trace a t tudi e selon les approches et les outils d analyse propres au domaine d investigation Ainsi des sp cialistes en armes feu et en ba listique forensique ont collabor avec les sp cialistes en photogramm trie et mod lisation 3D pour obtenir un r sultat de qualit Chaque intervenant dans l investigation doit connaitre les possibilit s et les limites des syst mes et des m thodologies utilis es Les conditions de travail pour lesquelles le r sultat est valide doivent tre bien d finies en consid rant les incertitudes et les circonstances de l analyse Si possible il faut r p ter ou simuler des tests dans des conditions semblables celles dans lesquelles les v nements ont eu lieu m me syst me d enregistrement m mes conditions de travail et m me situation Il est ainsi possible de valider la m thodologie et valuer une partie des erreurs sur les r sultats Dans certains cas cela n est pas possible cause de la configuration des lieux de l i
464. t ristiques des techniques employ es lors de l investigation La collaboration entre sp cialistes de diff rents domaines est ainsi indispensable pour l obtention d un bon r sultat Une des difficult s lors de la cr ation d animations ou une reconstruction d v nements est la combinaison de diff rentes actions qui ont lieu dans des contextes ou dans des lieux divers lesquels se retrouvent par la suite r unis Chaque mini v nement peut tre s par des autres par des traces des Traduction libre Il est important de noter que la reconstruction ne pr tend pas tre la seule et unique version possible des faits En particulier la position du corps et la direction du regard respectivement la position de la t te des tireurs ne peut pas tre d termin e partir des traces Le but de la reconstruction est plut t d aider la visualisation du d roulement possible de la fusillade tant donn que la dynamique temporelle et spatiale des v nements a t produite partir des points de vue des tireurs et du v hicule en fuite 158 Chapitre 7 La mod lisation 3D et l valuation des hypoth ses enregistrements visuels des t moignages ou toute autre information Dans ces cas il est important de s parer chaque l ment jusqu au moment o les deux ou plusieurs mini v nements se retrouvent r unis Cela est important pour plusieurs raisons e faciliter le travail d interpr tation et de reconstruction des v n
465. t 10 3 Un tat des lieux traditionnel peut par exemple tre compl t par la suite avec un relev photogramm trique permettant ainsi de combiner les photographies r alis es dans un premier temps avec le mod le photogramm trique 184 Chapitre 10 Conclusion diminution du temps de travail lors de l acquisition de donn es surtout dans les situations o des mesures justes fid les et d taill es doivent tre r alis es et que le co t du mat riel des comp tences et des connaissances n cessaires pour l application de cette technique est relativement bas Le traitement des donn es comprend les tapes du travail au laboratoire pour la cr ation du mo d le photogramm trique la restitution des l ments de la sc ne et la finition du mod le 3D Selon les applications forensiques le but et la proc dure de travail peuvent varier Voici une liste des par ticularit s d int r t de l application forensique de la photogramm trie combin e avec la mod lisation 3D e une partie des traitements de la gestion et de la transmission des donn es est simplifi e par les possibilit s offertes par les programmes informatiques La photogramm trie num rique s appuie sur des donn es num riques images grandeurs m triques coordonn es de points etc D autre part cela implique une organisation du travail adapt e pour garantir la valeur juridique du r sultat e gr ce la photogramm trie des informations m
466. t 4 point 1 PF2 1 point 4 point 2 PF2 2 dessine les trois droites avec intersection sur PF3 ine point 4 point 1 PF3 1 point 4 point 2 PF3 2 ine point 2 point 1 PF3 1 point 2 point 2 PF3 2 ine point 6 point 1 PF3 1 point 6 point 2 PF3 2 dessine l horizon ine PF1 1 PF2 1 PF1 2 PF2 2 color g title Vanishing point horizon line and vertical line Define the measure Attention pour que l algorithme fonctionne il faut que PF1 se trouve droite de PF2 au cas o il faut tourner l image if Orgn 1 commandwindow display Warning the position of the reference is not correct display Rotate the image to get the horizon on the bottom of the reference return end commandwindow cle cote input strcat n The measure should be between point point 1 name point 4 name n Measure in meters and point pause 2 s 0 while s 0 HHV Vo Vo Vo Vo Vo Le point bas doit tre sur le sol d finir deux points de l objet mesurer d finition de deux points X et Y figure 1 title Define the height to measure First point bottom enlarge choose the region and push a keyboard key when ready w 0 while w 0 w waitforbuttonpress end w 0 while w 0 X ginput 1 title First point defined Dou you want to rede
467. t afin d en appr cier le type de renseignement et la valeur fourni Les sections pr c dentes ont montr quelques exemples dans lesquels la photogramm trie combin e avec la mod lisation 3D avait t utilis e pour l analyse et l exploitation des donn es enregistr es lors des tats des lieux L tape finale de l investigation d un crime ou d un accident consiste combiner tous les indices d couverts Lors de l tat des lieux l investigateur pose des hypoth ses sur les v nements qui ont pu se produire Cette r flexion permet de cibler les observations et les examens faire sur les lieux L analyse et l exploitation des indices r alis s par la suite permettent de confirmer de modifier ou d infirmer les hypoth ses faites au d part La r union de toutes les donn es et l appr ciation des l ments dans leur globalit permettent d appr cier des autres questions au niveau de l origine des traces et des v nements qui se sont d roul s Les deux exemples qui suivent pr sentent un tat des lieux et une analyse des traces effectu es lors de l investigation de e l attentat au parlement de Zoug avec l examen balistique des traces t impacts des coups de feu e la simulation du cambriolage avec double meurtre d j pr sent e au paragraphe 5 4 2 10 Cela d pend aussi du type de logiciel de mod lisation 3D utilis 1l Etape de documentation et illustration 12La correspondance de la taille d un individu d term
468. t al 2008 X y ZHANG X l JIN W g Qi et Y z Guo Vehicle crash accident reconstruction based on the analysis 3d deformation of the auto body Advances in Engineering Software 39 459 465 2008 Zhang et al 2006 X ZHANG X JIN et J SHEN Virtual Reconstruction of Two Types of Traffic Accident by the Tire Marks Lecture Notes in Computer Science 4282 1128 1135 2006 203 Quatri me partie Annexes 205 Annexe A Utilisation pratique du syst me RolleiMetric A 1 Introduction Le manuel d aide du logiciel MSR et CDW de Rollei Rollei 2002 d crit dans les d tails les diff rentes fonctions des deux programmes et en partie les proc dures suivre lors des prises de vue Dans le domaine forensique l utilisation du syst me RolleiMetric est d crite dans les do maines de l tat des lieux des accidents de la circulation et de la documentation de blessures Berger et al 2001 Br schweiler et al 1997 Briischweiler et al 2001 Briischweiler et al 2003 Collectif 1997 Collectif 2000 Marclay 2006 UTD ZH 2008 Cette section d crit certaines de ces proc dures en les adaptant au travail pratique de restitution photogramm trique Les buts sont de d crire de mani re succincte la proc dure de travail sur les lieux et au laboratoire lors de l utilisa tion du syst me RolleiMetric et de fournir un compl ment aux descriptions pr sentes dans le manuel d aide Comme pour tous les syst mes de photo
469. t d respectifs figure 6 5 CA DA ca da CB DB c db Le travail effectu se base sur l analyse des formes g om triques comportant des lignes parall les pour le d veloppement de l algorithme de mesure Ce projet est en partie semblable au travail effectu par Criminisi Criminisi 2001 et plus r cemment par Lee Lee et al 2008 pour la d termination de grandeurs sur les images L approche n cessite la connaissance d informations g om triques minimales d termin es partir d une image la ligne de fuite d un plan de r f rence et le point de fuite d une direction qui n est pas parall le ce plan Les principes exploit s dans ce travail sont les suivants e toutes droites se trouvant sur un m me plan ont leur point de fuite sur la m me droite appel e droite de fuite e plusieurs droites parall les sur l image se croisent l infini sur le m me point de fuite e les droites parall les au plan image ne se croisent jamais sur l image e la r gle du birapport relie les informations m triques de l image avec celle de la r alit 6 1 Mat riel et m thodologie Pour ce travail le mat riel utilis a t le suivant e Matlab pour la cr ation de l algorithme e Adobe Photoshop pour le traitement des images e plusieurs syst mes de prise de vue pour l acquisition d images d int r t 5Ce principe est exploit lors des prises de vue avec le plan image parall le la surface o se trouvent p
470. t g n ralement utilis s Pour la pr sentation de plans coupes ou photomod les l impression sur papier ou la visuali sation avec diaporama sont appropri es Les deux autres types de r sultats sont couramment expos s l cran ou au moyen d un projecteur la diff rence r side dans le fait que la pr sentation doit mon trer efficacement un mod le 3D et pas simplement des images Ainsi la vid o et ou l interactivit sont importantes afin de faciliter la visualisation de la profondeur de la sc ne En sciences forensiques les outils plus avanc s de visualisation appel s syst mes immersifs permettant une vision virtuelle de la sc ne sont encore en phase d tude 8 3 Le processus de travail Le processus de travail se s pare en trois parties principales apr s une premi re tape concernant la r ception et la d finition de la mission L acquisition des donn es il s agit de recueillir toutes les informations n cessaires pour le travail photogramm trique et de mod lisation 3D G n ralement cela consiste prendre des photo graphies des mesures et recueillir toute autre donn e compl mentaire utile pour l enqu te Le traitement et la restitution une fois que les donn es sont acquises elles sont trait es par des logiciels de photogramm trie et le r sultat retravaill dans des logiciels de mod lisation 3D afin d aboutir au r sultat voulu La pr sentation des r sultats la derni re tap
471. t les 1 Infographie est un n ologisme issu de la traduction de l anglais Computer Graphics Dans le domaine de la presse le terme infographie signifie galement repr senter l information graphiquement 3 2 La mod lisation g om trique Fic 3 1 Figure repr sentant la m me sc ne 3D en utilisant des points gauche d finis par les som mets des polygones d finissant les objets 3D des lignes au milieu d finis par les ar tes des polygones et des polygones droite Images obtenues avec le logiciel 3Ds Max logiciels de Conception Assist e par Ordinateur CAO Les logiciels DAO permettent de dessiner ou de modifier un mod le dans ses composantes g om triques le r sultat final a principalement un but illustratif Les logiciels CAO quant eux servent pour construire des objets le r sultat peut tre utilis pour tester ou v rifier l objet cr sous diff rentes conditions et contraintes Cette distinction DAO CAO n est pas univoque un logiciel de CAO peut tre utilis pour concevoir des plans ou des mod les 3D dans un but artistique Dans cette recherche la mod lisation 3D est consid r e comme un outil pour le traitement de r sultats obtenus par des techniques de photogramm trie num rique les donn es 3D de base seront toujours issues de mesures et relev s de sujets du monde r el Cela concerne principalement l utili sation des logiciels pour le dessin en se
472. t lors du relev des lieux Ce travail a t pr sent comme tude de cas dans la Revue Internationale de Criminologie et de Police Technique et Scientifique Lanzi et al 2006 Mat riel et m thodologie Ce relev des lieux a t fait dans le cadre d une expertise dans laquelle il tait demand de d terminer la vitesse du scooter une ann e apr s les v nements Le mat riel utilis a t le suivant e appareil photographique FujiFilm FinePix S2 Pro avec objectif Sigma EX Aspherical IF 15 30 mm rep res num rot s jaunes t l m tre laser Leica Disto pro a et m tre chevilli re de 30 m tres tr pied Manfrotto 161MK2B Final Cut Pro HD pour l extraction des images de la vid o Adobe Photoshop pour le traitement des images CDW et MSR pour la restitution photogramm trique et les mesures sur les images de la vid o Microstation pour la cr ation du plan La vid o de l accident provenant d une cam ra de surveillance en circuit ferm Close Circuit Te leVision CCTV Plettac FAC831 a t saisie Elle contient quatre images enregistr es un intervalle d environ 1 seconde sur lesquelles le scooter et le v hicule en question sont visibles Les images paires et impaires ont t extraites de la vid o avec le logiciel Final Cut Pro HD En compl ment de la restitution photogramm trique ces images ont t utilis es pour la cr ation du plan il s agit de la seule donn e
473. t mod lisation 3D des lieux il est important d valuer l erreur syst matique et al atoire du r sultat Quatre tapes principales ont lieu lors de la cr ation d un mod le 3D partir d une restitution photogramm trique 1 le rel vement photogramm trique 2 la cr ation du mod le photogramm trique apr s orientation de toutes les images 3 la restitution des l ments pr sents sur les images 58 Chapitre 4 Equipements et m thodes F1G 4 9 Illustrations du travail avec le logiciel iWitness A gauche illustration de l importation des images le logiciel reconna t certains param tres de l appareil partir des m tadonn es Au milieu tape de d finition des points homologues l orientation relative automatique facilite la recherche des points homologues sur les autres images gr ce l affichage des droites pipolaires ou de la position estim e du point en bleu droite le r sultat final avec les images orient es et la liste des coordonn es des points restitu s avec indication de la qualit de la restitution 4 la finition du travail dans un logiciel de mod lisation 3D chaque tape plusieurs facteurs peuvent influencer la qualit du travail Ainsi pour appr cier l erreur syst matique et l erreur al atoire sur le r sultat final il est important de consid rer ces facteurs pour essayer de contr ler au mieux la fid lit et la justesse des mesur
474. t sont pr sentes dans le fichier de configuration camera ini Si n cessaire il faudra calibrer l ap pareil photographique selon la proc dure du laboratoire ou par la proc dure de calibration automatique du logiciel CDW cr er un nouveau projet dans MSR un dossier contenant tous les fichiers li s au projet sera g n r Il est galement possible d ouvrir un projet r alis avec le logiciel CDW Dans ce cas les deux prochaines tapes ne sont pas n cessaires charger les images choisir toutes les images sur lesquelles travailler d finir l appareil photographique avec lequel les images ont t prises si les images proviennent d une photographie argentique il faut calibrer le n gatif d finir un plan objet partir duquel l orthoimage sera cr e ou sur lequel les mesures seront faites Pour cela il existe plusieurs possibilit s par la d finition des points de calage restitu s dans le logiciel CDW se trouvant sur le m me plan objet par la d finition de droites parall les pr sentes sur le plan objet et visibles sur l image par l outil DiaVier qui permet l introduction de plusieurs mesures utilis es pour l orientation de l image ou par la d finition des coordonn es de points objets se trouvant sur le m me plan objet 7 d finir la zone redresser et la d finition de l orthoimage 8 redresser les images photogramm triquement les images seront enregistr es et pourront tre util
475. te partie du travail est la plus longue G n ralement il faut compter environ une demi journ e de travail de restitution photogramm trique pour environ 20 images mais cela d pend largement de la complexit de la sc ne et des l ments reproduire 19 Cette tape peut tre r p t e plusieurs fois selon la complexit du cas et les indices retrouv s 20 Pour effectuer des prises de vues adapt es la restitution photogramm trique il faut que l appareil photographique soit calibr et que les clich s soient faits avec une focale et une mise au point fixes 102 Croquis pr liminaire pr l vements marquage et photographies de d tail Chapitre 5 La documentation et l illustration d tats des lieux Sciences forensiques Photogramm trie Photogramm trie forensique Prises de vues g n rales et Appr ciation des lieux appr ciation des lieux Appr ciation des lieux et prises de vue g n rales 4 V 4 Croquis pr liminaire pr l vements marquage et photographies de d tail Positionnement des rep res et mesures V Positionnement des rep res et mesures 4 y A Investigation compl mentaire Prises de vues Prises de vues photogramm triques photogramm triques 3 Investigation compl mentaire R alisation du cahier photographique et duicroquis Restition et finition du plan V ou du mod le 3D xd Restitution et finition du plan ou du mod le 3D Fic 5 20 Sch ma repr sentant la proc dure de travai
476. tech 1781 D partement f d ral de l environnement des transports de l nergie et de la communication 2004 Burtch 2007 R BuRTOH History of Photogrammetry Internet http www ferris edu faculty burtchr sure340 notes History pdf 2007 Acc d le 06 06 2008 B et al 2004 M B P BLANCHIS et C DULIEU Arrondissage des r sultats de mesure Nombre de chiffres significatifs Rap tech Report LNHB 04 13 Laboratoire National Henri Becquerel Gif sur Yvette Cedex 2004 B semann 2005 W B SEMANN Advances in Photogrammetric Measurement Solutions Computers in Industry 56 8 9 886 893 2005 Chan et al 2005 M CHAN P DELMAS G L GIMEL FARB et P LECLERCQ Comparative Study of 3D Face Acquisition Techniques n CAIP d Computer Analysis of Images and Patterns vol 3691 de Lecture Notes in Computer Science p 740 747 Versailles 2005 Clifford et Kinloch 2007 M CLIFFORD et K KiNLocH The Use of Computer Simulation Evidence in Court Computer Law amp Security Report 24 169 175 2007 196 Bibliographie Collectif 1993 COLLECTIF International Vocbulary of Basic and General Terms in Metrology Vocabu laire international des termes fondamentaux et g n raux de m trologie Rap tech ISO Organisation Internationale de Standardisation 1993 Collectif 1997 COLLECTIF Documentation of Large Scale Traffic Accidents and Crime Scenes In Contri bution Workshop RolleiMet
477. tempb1 tempal tempa5 temp1 2 tempa5 templ 1 tempb5 calcul de la droite temp1 PF3 tempa6 tempb6 DroitePoints temp1 PF3 intersection droite Y PF2 et templ PF3 temp2 1 tempb2 tempb6 tempa6 tempa2 temp2 2 tempa2 temp2 1 tempb2 oinsoul op ourq3rioSpe op qepeP 9poo J exeuuy 8ET calcul de la droite temp2 PF1 tempa7 tempb7 DroitePoints temp2 PF1 intersection droite 0 PF3 et temp2 PF1 temp3 1 tempb3 tempb7 tempa7 tempa3 temp3 2 tempa3 temp3 1 tempb3 Yintersection droite X PF3 et Y PF2 temp4 1 tempb4 tempb2 tempa2 tempa4 temp4 2 tempa4 temp4 1 tempb4 calcul du point le plus loign de PF3 tempA norm point 1 point PF3 tempB norm point 4 point PF3 if tempB gt tempA loin 4 proch 1 else loin 1 proch 4 end calcul des coordonn es calcul des distances sur l image pour calculer AC AB ac bd bc ad ac bd be ad 1 if isinf PF3 2 Yreal cote norm point 1 point point 4 point norm templ temp2 else Yreal abxd point loin point point proch point temp3 PF3 cote tempplot3 line temp4 1 X 1 temp4 2 X 2 color m LineWidth 2 tempplot4 line PF2 1 temp1 1 PF2 2 temp1 2 color m tempplot5 line PF3 1 temp1 1 PF3 2 temp1 2 color m tempplot6 line PF2 1 temp2 1 PF2 2 temp2 2 color m
478. termin e partir des points de calage A pr sents sur l image en points image a Cela peut tre fait par l int gration de l image dans un mod le photogramm trique de la sc ne droite La projection inverse La projection inverse correspond un proc d dans lequel l orientation de l image est d termin e manuellement Par la suite la comparaison de la projection de l image sur les objets permet de faire 25 2 3 Les m thodes des mesures Deux applications du principe de la projection inverse sont envisageables une r elle 1 et l autre virtuelle 2 1 retourner sur les lieux et appliquer le principe de la projection inverse L appareil photogra phique avec lequel l image a t faite doit tre disposition Une diapositive de l image est cr e et plac e dans le syst me optique de l appareil L image est ensuite projet e sur les lieux la position de la prise de vue est d termin e en comparant l image projet e avec les l ments fixes de la sc ne La mesure des sujets en question peut ensuite tre faite par comparaison de la projection avec les objets de la sc ne Goodin 1993 Whitnall et Moffitt 1989 2 int grer l image dans un mod le 3D des lieux Il s agit d une forme de projec tion inverse virtuelle o l image est projet e sur le mod le 3D En sciences fo rensiques le m me principe est notamment utilis dans des cas de comparaison de visages Fraser et al 2003 Goss
479. terpr tation des images peut tre difficile voire conduire l erreur comme dans le cas d illusions d optique La photogramm trie permet de retrouver les distances et la position des diff rents objets pourvu qu ils aient t photographi s au moins deux fois et qu une mesure de calibration ait t prise Par la mod lisation 3D num rique il est possible de pr senter les objets restitu s de mani re comprendre leur position relative leur taille et d autres informations m triques En ce sens un mod le 3D issu du travail photogramm trique est un r sultat qui reproduit les objets photographi s de mani re univoque Il faut aussi remarquer qu un mod le 3D est presque toujours pr sent sous la forme de plans ou de photomod les Le r sultat tridimensionnel contenant des informations sur la 5En revanche la perception de r alisme d un mod le 3D est g n ralement inf rieure par rapport une image Cela est li la capacit physiologique et psychologique de l tre humain de distinguer les d tails qui ne sont pas reproduits dans un mod le 3D 6 Cette probl matique de la partialit de l op rateur est pr sente dans tout le processus du travail que ce soit la prise de vue le traitement ou la pr sentation on ne voit que ce qu on regarde et on ne regarde que ce qu on a d j dans l esprit Lors de l utilisation de syst mes de mod lisation 3D active ou de logiciels de photogramm trie num rique avanc s la reprodu
480. tes rotations d un syst me de coordonn es peuvent tre combin es entre elles en multi pliant les diff rentes matrices de rotation r sultantes I faut noter que la multiplication entre matrices n est pas commutative c est dire que R4 Rg Z Ro R4 Lors de rotations successives il est donc important de savoir dans quel ordre elles ont t op r es Le changement d chelle selon les facteurs ux Wy uz dans la direction des axes X Y Z est d fini par des matrices de type ux 0 0 u 0 py 0 0 0 pz Dans le cas o le changement d chelle est uniforme c est dire que ux uy pz le facteur d chelle peut tre d fini par une valeur scalaire Finalement travers ces vecteurs et matrices il est possible de calculer le nouveau point Q r sultant du changement de syst me de coordonn es du point Q par la relation Q p R Q T 2 1 Le principe de colin arit Les photographies sont des projections coniques sur un plan Pour retrouver les dimensions des objets photographi s il faut connaitre de quelle mani re se forme une image et ensuite effectuer l op ration inverse pour reconstituer la sc ne observ e Le mod le de la cam ra contient toutes les informations qui d finissent dans quelle r gion de l image un point objet de la sc ne va tre dessin Ce mod le sert pour calculer le faisceau ou rayon des points issus de l appareil photographique sur lesquels le point objet en question peut se trouver
481. tifs de changer la vue et l affichage selon les besoins 186 Chapitre 10 Conclusion Le deuxi me point concerne les mod les 3D interactifs et la mod lisation d v nements dont des applications possibles ont t pr sent es au chapitre 7 Ces types de pr sentation sont ouverts a plusieurs interpr tations car c est l observateur qui choisit le point de vue et d cide de cibler ou de ne pas cibler son attention sur un sujet sp cifique Pour garantir que la transmission de l information de la part du sp cialiste l enqu teur aux avocats ou au juge ne soit pas biais e par la perception de l observateur de la sc ne il est indispensable de pr senter ce genre de r sultats avec des donn es qui clarifient les caract ristiques de chaque vue de chaque mod lisation et de chaque l ment repr sent dans la sc ne 10 2 3 Risques et inconv nients de l utilisation de la photogramm trie et de la mod lisation 3D Selon les applications de la photogramm trie combin e avec la mod lisation 3D le sp cialiste fo rensique peut envisager plusieurs solutions pour r pondre aux questions pos es par les interlocuteurs que ce soit l enqu teur le magistrat ou le juge Les exemples trait s dans cette recherche montrent quelques possibilit s pour l valuation m trique des sujets photographi s dans des situations foren siques En d pit du fait que la photogramm trie a l avantage d utiliser un moyen d enregistrement la photograph
482. tion une fois que l orientation interne et externe de chaque image sont connues tous les points qui sont pr sents sur au moins deux images peuvent tre retrouv s dans le syst me de coordonn es du monde r el A cela peuvent tre ajout es des tapes en amont qui sont li es l acquisition et en aval qui sont li es la finition du travail Cela r sulte dans le processus complet du travail photogramm trique r sum dans le sch ma de la figure 2 5 L orientation interne Pendant longtemps en photogramm trie rapproch e seuls les appareils photographiques m triques ou semi m triques avec des param tres d orientation interne connus et stables ont t utilis s De nos jours gr ce aux d veloppements technologiques et informatiques plusieurs syst mes permettant l utilisation d appareils photographiques non m triques sont disponibles Les appareils non m triques ont des param tres intrins ques inconnus et instables dans le temps Ce fait implique une valuation r p ter plus ou moins souvent selon la qualit de l appareil photographique afin de d terminer les param tres de l orientation interne La simplicit et le prix des appareils non m triques les ont rendus attrayants mais cela a n cessit le d veloppement de programmes capables de calculer les caract ristiques intrins ques La solution a t trouv e dans le traitement num rique Les images peuvent provenir d un appareil argentique ou num rique Da
483. tion continue Mesure du retard Interf rom trie Mod lisation 3D D tection optique coh rente Forme par la silhouette Forme par l ombre Syst mes passifs Focalisation d focalisation microscope confocal Photom trie st r o Photogramm trie F1G 11 1 Sch ma illustrant la classification des m thodes de mod lisation 3D sans contact adapt de Remondino et El Hakim 2006 Remondino et El Hakim 2005 Remondino et El Hakim 2006 Il faut tout de m me noter que dans le contexte forensique comme dans d autres domaines El Hakim et al 2007 Fuchs et al 2004 Jansa et al 2004 la solution fournissant des r sultats de qualit et r pondant au mieux aux be soins d investigation semble tre la combinaison de plusieurs approches de mod lisation 3D adapt es chaque l ment et situation en examen Finalement en sciences forensiques l utilisation de diff rentes techniques pour la cr ation de mod les 3D c t des approches de photogramm trie est en essor dans beaucoup de domaines microtraces et armes feu Banno et aL 2004 Berx et de Kinder 2002a Berx et de Kinder 2002b Bonfanti 2002 de Kinder et Bonfanti 1998 e traces de semelles Buck et al 2007a e accident de la circulation Buck et al 2007b Otte 2005 e comparaison de visages Beumier et Acheroy 2000 Flynn et al 2008 Proesmans et al 1997 Ruifrok et al 2003 Yoshino et al 2000 e m dicine l gale Su
484. tion droite X PF2 et 0 PF1 temp2 1 tempb4 tempb3 tempa3 tempa4 temp2 2 tempa3 temp2 1 tempb3 intersection droite Y PF1 et 0 PF2 temp3 1 tempb2 tempb5 tempa5 tempa2 temp3 2 tempa5 temp3 1 tempb5 intersection droite Y PF2 et 0 PF1 temp4 1 tempb4 tempb6 tempa6 tempa4 temp4 2 tempa6 temp4 1 tempb6 calcul des coordonn es calcul des distances sur l image pour calculer AC AB ac bd bc ad ac bd bc ad 1 Xreal 1 abxd point 1 point point 4 point temp1 PF2 CoteD clacul des distances G sur l image pour calculer AC AB ac bd bc ad ac bd bc ad 1 Xreal 2 abxd point 1 point point 2 point temp2 PF1 CoteG calcul des distances D sur l image pour calculer AC AB ac bd bc ad ac bd bc ad 1 Yreal 1 abxd point 1 point point 4 point temp3 PF2 CoteD clacul des distances G sur l image pour calculer AC AB ac bd bc ad ac bd bc ad 1 Yreal 2 abxd point 1 point point 2 point temp4 PF1 CoteG pause 1 Xreal Yreal XY norm Xreal Yreal commandwindow pause 1 temps input n Another measure 1 y 0 n if temps 0 figure 1 titre strcat The calculated distance between X and Y is num2str XY m title titre s 1 else delete tempplot1 tempplot2 tempplot3 temptext1 temptext2 end end C 2 Mesure sur vertica
485. tion du temps Cela n a pas t fait dans le cadre d une reconstruction mais ce m me r sultat aurait pu tre utilis comme base pour la cr ation d une animation du d placement des v hicules Ce type de repr sentation montre galement les limites des mod lisations des v nements Premi rement la validit d une reconstruction d pend des donn es disposition Les informations utilis es pour tablir ce qui s est pass repositionner les diff rents l ments dans l espace et reproduire leurs mouvements et changements peuvent tre plus ou moins correctes valides ou sp culatives Prenons un exemple d une vid o provenant d un syst me de surveillance qui enregistre un braquage dans une bijouterie Le syst me de surveillance est calibr pour enregistrer une image par seconde Sur la s quence des images il est possible de voir le mouvement des criminels Dans l intervalle de temps qui s pare les images la position de l individu n est pas connue mais peut tre estim e en interpolant le d placement entre les deux points Cela peut tre dangereux si des questions pr cises sont pos es quant au temps employ par les braqueurs pour d valiser chaque vitrine De plus la cam ra a un seul angle de vue et des objets peuvent cacher un ou plusieurs l ments L aussi ce qui s est pass hors du champ de vision de la cam ra peut tre estim au moins en partie par exemple par les traces retrouv es
486. tion photogramm trique Il est important de garder un contr le sur ces images afin de savoir quelle image appartient quelle s rie de photographies Cela permet lors de la fixation des points homologues de garantir que le point objet utilis pour orienter des images ou restituer un objet n a pas t modifi Ce genre de travail de modification de la sc ne est tr s d licat car comme il a t indiqu dans le chapitre pr c dent section 4 3 pour effectuer un mod le et une restitution photogramm trique de bonne qualit il faut que les objets enregistr s photographiquement n aient pas t modifi s sur les images utilis es pour le travail Les logiciels de photogramm trie num rique comprennent plusieurs outils pouvant tre employ s pour v rifier la qualit du travail identifier et liminer les points ou les images qui pr sentent des probl mes d orientation Pour garantir une restitution photogramm trique selon les r gles de l art e il faut d placer les objets en fonction des besoins sans modifier le reste de la sc ne e si un d placement non voulu a lieu il faut noter ce d placement pour que lors de la restitution l objet ne soit pas pris en compte ou des images ant rieures soient utilis es e lors de la restitution photogramm trique il faut employer les s ries d images correspondant la m me tape de d blaiement e il faut utiliser les outils des logiciels de photogramm trie num rique po
487. tireur et de la victime En conclusion sur la base de la comparaison entre la position des l ments fixes du relev pho togramm trique et du relev r alis par les sp cialistes de l IPS des diff rences allant jusqu 10 cm ont t remarqu es Ces diff rences peuvent tre consid r es comme venant d erreurs al atoires des mesures et du croquis r alis s des lieux Finalement le r sultat montre un espace de trajectoires pour le coup de feu en consid rant la position approximative 0 5 m du tireur pr sum le chasseur le plus proche et une trace d impact direct pr sente sur le tronc d un arbre En approximant la position de la victime 1 5 m la trajectoire de tir passe ou fr le en fonction de l incertitude de la position du tireur la zone o pouvait se situer la victime Le diam tre du c ne n a pas t accommod en consid rant les carts type de la dispersion de la grenaille aux diff rentes distances Cela peut facilement tre fait en dilatant les c nes d un rayon voulu selon l intervalle d incertitude requis 3Cette r flexion vient du fait que les diff rences observ es sont al atoires en X et Y 108 Chapitre 6 L analyse et l exploitation des donn es Fic 6 2 Plan des lieux o a eu lieu l accident de chasse En vert l emplacement des arbres et des souches en rouge la position pr sum e du chasseur le plus proche en bleu la position pr sum e de la victime approxim e d
488. togramm triques ont t faites sur toute la sc ne d environ 20 m x 10 m Ces images ont t compl t es par 10 mesures Au total une journ e a t n cessaire pour accomplir ce travail Mat riel et m thodologie au laboratoire Les logiciels utilis s pour effectuer la restitution photogramm trique et la finition du mod le 3D ont t les suivants e CDW pour le travail photogramm trique e 3Ds Max et Microstation pour la finition et l laboration du plan e Adobe Photoshop pour le traitement et la conversion des images Le mod le photogramm trique cr pour ce travail est le plus complexe qui ait t effectu pendant cette recherche Les caract ristiques du mod le photogramm trique sont les suivants e 113 images e 1180 points homologues e 155 points de calage e 4 mesures et 3 points d finis avec les coordonn es X Y et Z e calibration automatique de l appareil photographique Lors de la restitution photogramm trique tous les objets pertinents et les rep res d finissant la position des traces ont t reproduits Le r sultat de la restitution photogramm trique a t premi rement affin dans le logiciel 3Ds Max pour obtenir un mod le 3D de la sc ne Les locaux le mobilier et les objets ont t stylis s avec des formes de base ou des mod les 3D provenant de biblioth ques de logiciels ou disponibles sur Internet Le but a t de reproduire virtuellement la sc ne sans intr
489. ton 2004 M K AGOSTON Computer Graphics and Geometric Modeling Implementation and Al gorithms Springer Verlag London 2004 Albertz et Wiedemann 1995 J ALBERTZ et A WIEDEMANN From Analogue to Digital Close Range Photogrammetry In I T UNIVERSITY d First Turkish German Joint Geodetic Days Istanbul 1995 American Society of Photogrammetry 1984 AMERICAN SOCIETY OF PHOTOGRAMMETRY Close Range Photogrammetry amp Surveying State of the Art In ASP d American Congress on Surveying San Antonio 1984 Angelis et al 2007 D D ANGELIS R SALA A CANTATORE P Poppa M DUFOUR M GRANDI et C CATTANEO New Method for Height Estimation of Subjects Represented in Photograms Taken From Video Surveillance Systems International Journal of Legal Medicine 121 6 489 492 2007 Arnold et Gratzer 2003 J ARNOLD et W GRATZER Interdisziplin re Zusammenarbeit bei komplexen Verkehrsunfallen In M BORGHI et A PERUGINI ds Gestione di una catastrofe e responsabilit Collection Latine p 27 60 Helbling amp Lichtenhahn Lugano 2003 Arnold et al 2004 J ARNOLD E Scossa Baaal M BRAUN A LIECHTI A QUATTRINI et W GRATZER Unfall und Brandkatastrophe im Gotthard Tunnel Kriminalistik Schweiz 3 199 205 2004 Atkinson 2001 K B ATKINSON Close Range Photogrammetry and Machine Vision Engineering and Science Whittles Publishing Caithness 2001 Bailenson et al 2006 J N BAILENSON J
490. tre analys pour tablir le d roulement des v nements Clifford et Kinloch 2007 De plus il est possible d tablir une sorte de processus d utilisation d une image reproduisant les diff rents buts cf Fig 1 2 le premier but de toute image est de documenter visuellement l objet les lieux les individus ou les v nements d termin s Deuxi mement l image peut tre utilis e pour illustrer c est dire pr senter le sujet enregistr elle peut tre analys e pour en extraire des informations compl mentaires et en dernier lieu pour d montrer les r sultats de l investigation Du point de vue forensique il est tr s important de distinguer ces diff rents buts car ils influencent la facon dont le sp cialiste approche le travail lors de l acquisition le traitement ou la pr sentation de l image Finalement cette m me classification peut tre utilis e pour d finir les applications de la photogramm trie combin e avec la mod lisation 3D en sciences forensiques 1 3 Utilisation actuelle de la photogramm trie et de la mod lisation 3D en sciences forensiques Dans les domaines techniques autres que les sciences forensiques la photogramm trie combin e avec la mod lisation 3D est utilis e dans deux situations Villustration et l ing nierie inverse ou r tro ing nierie La r tro ing nierie est utilis e en architecture en industrie et dans le g nie civil lors du relev de certains objets ou lieux pour
491. trie multi images se diff rencie de la st r ophotogramm trie principalement par les op rations de restitution Les st r oimages sont g n ralement acquises en connaissant d j l orien tation interne et relative des appareils tandis que pour la photogramm trie multi images tous les param tres peuvent tre d terminer Les param tres fix s dans la st r ophotogramm trie simpli fient le travail et tendent minimiser certaines erreurs Lors de l ajustement des faisceaux les prises de vue sont effectu es librement Waldh usl et Ogleby Waldh usl et Ogleby 1994 ont d crit les r gles de base lors d un relev photogramm trique Elles se r sument en trois r gles g om triques e fixation des points de calage ils doivent tre en nombre suffisant loign s et bien dispers s sur le sujet il faut avoir au moins une mesure de calibration e relev photographique le recouvrement entre les photographies doit tre d au moins 50 il faut inclure partiellement l arri re plan et bien couvrir la sc ne e il est possible de combiner la photogramm trie multi images avec des relev s st r ophotogram m triques avec un rapport entre la base et la distance d int r t de 1 4 1 15 en trois r gles photographiques e la g om trie interne de l appareil photographique doit tre constante pour l ensemble des pho tographies il ne faut pas changer la focale ou l optique Il faut fixer des distances
492. trique Etablissements Lacour Berthiot Paris 1912 Berx et de Kinder 2002a V BERX et J de KINDER 3D Measurements on Extrusion Marks in Plastic Bags Journal of Forensic Sciences 47 5 976 985 2002a Berx et de Kinder 2002b V BERX et J de KINDER A 3D View on the Crossing lines Problem in Document Investigation In Z GERADTS et L I RUDIN ds Investigative Image Processing II vol 4709 p 102 110 Orlando 2002b Beumier et Acheroy 2000 C BEUMIER et M ACHEROY Automatic 3D Face Authentication Image and Vision Computing 18 4 315 321 2000 Bich 2002 W BicH Evaluating the Measurement Uncertainty Fundamentals and Practical Guidance Measurement Science and Technology 13 1502 2002 195 Bibliographie Bijhold et Geradts 1999 J BIJHOLD et Z GERADTS Forensic Photo Videogrammetry Monte Carlo Simulation of Pixel and Measurement Errors SPIE 3576 239 246 1999 Bijhold et al 2004 J BIJHOLD Z GERADTS et L KLAS N Forensic Imaging A Review 2001 to 2004 In INTERPOL d 14th International Forensic Science Symposium p 189 205 Lyon 2004 Bijhold et al 2005 J BIJHOLD A RUIFROK T PHAM et M WORRING Reconstruction of People and Car Movements in CCTV In ENFSI d ENFSI DIWG Business Meeting Rome 2005 Bolliger et al 2008 S A BorLiGER M J THALI S Ross U Buck S NAETHER et P VOCK Virtual autopsy using imaging Bridging radiologic and forensic sciences
493. trique d une image sont pos es la photogramm trie ou la combinaison de la photogramm trie avec la mod lisation 3D sont les seules m thodes d analyse Cela est par exemple le cas si des mesures doivent tre faites sur des images provenant de tiers comme la mesure de la taille d un individu ou la mesure de la distance parcourue par une voiture Les outils de mod lisation 3D peuvent tre employ s en combinaison aux logiciels de photogramm trie num rique Dans certaines situations la mod lisation 3D est utile pour l analyse et l exploitation de traces ou d indices issus de faits se liant sp cifiquement aux trois dimensions de l espace r el Les applications sur les projections de sang paragraphes 6 2 3 et les trajectoires de coups de feu paragraphes 6 2 2 et 6 5 2 en sont un exemple Lors des approches traditionnelles ce type d investigation aurait t effectu sur la base de plans de coupes et de photographies Le fait d utiliser la mod lisation 3D permet d avoir une vue int grale des lieux des objets et des traces enregistr s Cette possibilit de fournir une visualisation globale des lieux et de la position relative des traces ind pendamment de l orientation de leur support ainsi que la possibilit de reproduire les lieux en 3D en font un outil remarquable pour l investigation des lieux et la d monstration Finalement partir de ces donn es la mod lisation 3D peut tre utilis e pour l valuation des hypot
494. ture voiture Faits Pendant la nuit un accident entre une Golf et une BMW se produit un carrefour La BMW voulant tourner gauche pour rejoindre l autoroute est percut e par la Golf venant en sens inverse Le service technique du canton o a eu lieu l accident effectue un relev photogramm trique Les images et les donn es du relev sont par la suite transmises l UTD de la police du canton de Berne Mission Effectuer un plan des lieux de l accident sur la base des images et des mesures effectu es sur les lieux par le service technique des accidents Fic 5 3 Images des deux voitures accident es sur les lieux de l accident A gauche la BMW et droite la Golf Image fournie par la UTD de la police du canton de Berne Mat riel et m thodologie sur les lieux Mat riel utilis e appareil photographique num rique Fujifilm FinePix S2 Pro avec objectif 17 mm e craie pour le marquage des traces et des rep res pour la restitution photogramm trique Lors de l intervention le temps tait nuageux et la route mouill e Pour extraire la conductrice de la BMW il a t n cessaire de d couper la capote Toutes les traces pr sentes sur la route ont t marqu es la craie afin qu elles soient clairement visibles sur les images Plusieurs rep res en forme de croix ont t trac s sur la route et des mesures entre ces rep res ont t effectu es ces mesures permettront la calibration du mod le
495. u moins sp cifiques certaines branches comme les accidents de la circulation ou les tats des lieux se sont d velopp s Ces outils sont employ s principalement pour aider la d monstration la pr sentation sous la forme de mod les 3D est tr s convaincante notamment parce que la forme de repr sentation des donn es est tr s proche de la r alit Les r sultats de mod les 3D apparaissent comme des repr sentations fid les de la r alit mais le sont ils r ellement Un mod le 3D d un lieu est il une repr sentation de celui qui le produit ou plut t une reconstruction possible de la r alit Quels sont les moyens pour le r aliser Des questions concernant la pertinence de l utilisation de la mod lisation 3D dans certaines situations sont galement mises en discussion une reconstruction 3D est elle toujours justifi e 1 2 La photographie la photogramm trie et la mod lisation 3D Selon Martin Martin 2002 le processus d investigation sur la sc ne de crime comprend quatre taches principales 1 la sauvegarde des traces et la fixation de l tat des lieux 1Un photomod le est une photographie d un mod le 3D Chapitre 1 Int r t et but de la recherche 2 la recherche le pr l vement et l exploitation des indices 3 la reconstitution des faits survenus lors de l acte d lictueux ou lors de l v nement 4 l interpr tation des indices qui serviront de moyens de preuve pour le tribunal La
496. u point restitu par rapport au point sur l image Par la v rification de ces valeurs il est possible de d tecter au moins en partie les ventuels points aberrants ou d ventuels d placements d objets entre prises de vue la fin de la cr ation du mod le photogramm trique certaines donn es permettent d appr cier la fid lit du r sultat que ce soit des carts type des RMS ou autres Les carts type pour chaque point restitu sont utiles pour appr cier la qualit de la d finition d un point ou pour identifier des points de calage qui ont t mal situ s G n ralement le r sultat comprend galement une donn e globale sur la qualit d un mod le photogramm trique sous la forme RMS ou d cart type moyen Cette donn e peut tre utilis e pour appr cier la fid lit et l incertitude du mod le photogramm trique voir par exemple les donn es fournies apr s l ajustement des faisceaux en annexe A 4 3 La liste qui suit non exhaustive r sume les facteurs influen ant n gativement le travail photo gramm trique et de mod lisation 3D ainsi que leurs effets et les solutions envisageables lors de la cr ation du mod le photogramm trique gt Mauvaise d finition de l orientation interne des appareils photographiques utilis s lors du relev photogramm trique Effet Cr ation du mod le photogramm trique impossible ou de mauvaise qualit Solution Calibration des appareils photographiques utilis s lors du
497. ue image restituer d finir au minimum 7 points de r f rence bien r partis sur toute la surface de l image Pour les 2 premi res images il faudra d finir au minimum 10 points Choisir les points de sorte pouvoir lier les images entre elles chaque point doit se retrouver sur 3 images au minimum d finir le syst me de coordonn es choisir des points qui seront la base du syst me de r f rence Ils doivent tre d finis selon un syst me orthonorm d finir l chelle introduire une ou plusieurs mesures de contr le pour calibrer la restitution au d part d signer uniquement une mesure et conserver les autres comme valeurs de v rification du travail effectuer l orientation des images NAWE la premi re image sur la liste doit tre orient e depuis la gauche et la deuxi me depuis la droite La premi re tape est accomplie en choisissant uniquement ces deux images Enregistrer le travail et refaire le NAWE en choisissant une seule image suppl mentaire provenant de la m me zone et se liant avec les pr c dentes Enregistrer et faire le NAWE de nouveau avec une quatri me image Choisir ces 4 images effectuer le NAWE et si le r sultat est optimal accomplir le NAWE sur toutes les images Dans le cas o des erreurs appara traient apr s l orientation il faut reprendre la proc dure depuis le d part au besoin les appareils peuvent galement tre situ s manuellement gr ce une fen tre croq
498. ue la restitution photogramm trique soit possible il est important que le nombre et l orientation des images soient adapt s il faut couvrir toute la sc ne et pour chaque objet reproduire au moins deux images doivent avoir t prises Le sujet sur l image doit tre bien visible il faut obtenir une bonne luminance et nettet En ce sens l utilisation d clairage artificiel de tr pied d ordinateur portable pour la v rification des images et d autres outils facilitant la prise de vue est avantageuse La mesure est essentielle pour effectuer la restitution photogramm trique Pour calibrer le mo d le photogramm trique il est n cessaire d introduire au moins une mesure Pour que le r sultat final soit de bonne qualit cette grandeur doit tre la plus juste et fid le possible Plusieurs instru ments de mesure peuvent tre utilis s m tres d roulants t l m tres lasers tach om tres la fid lit de l instrument de mesure doit tre report e afin de tenir compte de l erreur lors du traitement photogramm trique La qualit de la restitution d un point diminue en fonction de la distance de ce point par rapport l emplacement de la mesure de calibration Pour cette raison il est pr f rable de r aliser plusieurs mesures de taille appropri e la qualit du r sultat recherch Les exp riences effectu es ont montr que la justesse et la fid lit recherch es diff rent selon le but du travail pour un tat
499. ues L engagement de mat riel et de personnel peut tre important selon le type de syst me en utilisation Cela concerne le co t de l quipement la mise en place des proc dures de travail l entrainement du personnel et le maintien jour des syst mes L volution technologique tend simplifier l application des techniques mais galement perfectionner les lo giciels et le mat riel de travail en y ajoutant de plus en plus d options de traitement et d outils de finition du r sultat ce qui finalement rend plus difficile l apprivoisement des techniques Le deuxi me risque concerne l utilisation de la mod lisation 3D comme outil de pr sentation de r sultats des investigations de visualisation de situations ou d v nements et de d monstration Les mod les 3D ont t classifi s en trois cat gories selon la distinction suivante e les mod les 3D utilis s pour illustrer l tat d un lieu chapitre 5 e les mod les 3D utilis s pour effectuer des investigations et des analyses chapitre 6 e les mod les 3D utilis s pour montrer des reconstructions d v nements ou des simulations d hy poth ses chapitre 7 La mod lisation 3D g om trique pr sente les donn es physiques sous une forme qui apparait comme tr s proche de la r alit Les individus tendent tre plus impressionn s par une repr sen tation 3D d une sc ne que par la lecture d un rapport technique ou par des explications orales et 5Le cas est
500. ues qui peuvent tre employ es pour r aliser le travail demand mesures sur des images tude du comportement d objets ou de ph nom nes voluant dans l espace 3D et enregistrement et analyse d l ments 3D Un mod le 3D num rique est par conception plus proche de la r alit qu une image qui est en 2D et permet de reproduire de mani re plus valide l tat des lieux ou des objets Plusieurs aspects du travail et de l utilisation d un mod le 3D doivent toutefois tre soulign s Premi rement un mod le 3D issu d une restitution photogramm trique est une reproduction de la r alit enregistr e visuellement par des photographies Les tapes du travail comprennent les prises de vue passage de la 3D du monde r el la 2D des images la cr ation du mod le photogramm trique et la restitution des objets passage de la 2D des images la 3D num rique et la finition du travail am lioration du mod le 3D num rique Les donn es subissent plusieurs traitements jusqu au r sultat final Du point de vue technique ce processus peut entra ner des erreurs le sp cialiste doit les ma triser et les valuer pour fournir des intervalles d incertitude sur le r sultat final Du point de vue de la m thodologie le choix de restituer et reproduire ou non un l ment dans le mod le 3D est fait par le sp cialiste Ce choix est li la pertinence et l importance de l l ment dans l enqu te et galement a
501. uhait l un ou l autre des composants du dessin Les modifications du mod le brut initial ont t transpos es sur un plan correspondant une projection orthogonale verticale Le r sultat final a t mis en page avec les donn es et la l gende du cas et imprim sous la forme d un plan en format A4 Globalement la restitution photogramm trie a dur une journ e et la finition ainsi que la mise en page une demi journ e Il est remarquer que seulement une partie des objets visibles sur les images ont t reproduits lors de la restitution et de la finition Le choix des l ments reproduire est fait par le sp cialiste en fonction de la pertinence et de l importance que les l ments ont pour l investigation de l accident de la circulation cela en consid rant galement que trop d information risque de cacher ou noyer les l ments importants De plus lors de l investigation uniquement une partie des informations est utile et pertinente si par la suite certaines parties de la sc ne devaient tre reproduites plus en d tail la restitution photogramm trique pourrait tre compl t e en ce sens tout moment R sultats Le but de ce travail tait d obtenir un plan montrant l tat des lieux de l accident lors de l inter vention Le r sultat final est un fichier DGN contenant les informations morphologiques des lieux sous la forme de dessin vectoriel 2D Le r sultat a t imprim sur une page A4 en chell
502. uis ajustement des faisceaux PROMPT Si n cessaire calibrer l appareil R aliser l ajustement jusqu atteindre un r sidu de 0 v rifier le travail en comparant les distances calcul es par le logiciel avec les mesures faites sur les lieux Ces derni res seront par la suite utilis es pour am liorer la qualit de la cr ation du mod le photogramm trique restituer les objets pour chaque l ment restituer il est indispensable d avoir au moins 2 images Avec CDW les objets peuvent tre restitu s par la fixation de points 3D ou de polygones une fois la restitution termin e le r sultat peut tre export en format DXF en 3D ou 2D A 4 2 Le logiciel MSR MSR est un logiciel qui permet de g n rer des orthoimages ou d effectuer des mesures sur une image pr sentant un sujet ayant une surface plane Lors de la cr ation d un projet dans MSR diff rents fichiers contenant les donn es du travail sont cr s Les images originales ne sont pas modifi es TProcessus de calibration automatique 210 Annexe A Utilisation pratique du syst me RolleiMetric L orientation interne et externe est accomplie par la d finition des points de calage sur l image et par l introduction de mesures Proc dure de travail indicative mn contr ler que sur les images les rep res soient clairement visibles si l appareil photographique n est pas calibr v rifier que les informations le concernan
503. ultats Le but de ce travail tait double e tudier la possibilit d utiliser le logiciel Tritop sans devoir r aliser la mod lisation 3D avec le syst me ATOS afin d effectuer la fixation d un v hicule e analyser plus sp cifiquement le cas pr sent de mani re fournir une repr sentation des d for mations des v hicules une comparaison entre la forme du v hicule original et la d formation ainsi que leur positionnement dans l espace lors de la collision En ce qui concerne le premier but du travail les r sultats montrent que les mod les 3D des v hicules obtenus par la simple restitution photogramm trique des points de calage primaires et secondaires sont suffisants pour accomplir une simple investigation sur les d formations nature des d formations vitesses des v hicules lors de l impact angle approximatif d impact et ainsi de suite La mod lisation 3D avec le syst me ATOS est indispensable pour achever l analyse dans des cas plus complexes o la d formation est minime ou lorsque plusieurs v hicules sont impliqu s ce moment les besoins de d tails deviennent majeurs car il faut analyser de petites traces afin de pouvoir r pondre aux questions pr c dentes La deuxi me partie du travail concernait la documentation et l illustration des d formations dues au contact entre les deux voitures Le r sultat obtenu un mod le 3D de nuage de points a une fid lit de l ordre du dixi me de microm tre avec un
504. um 9 2 6 3 4 5 5 6 6 4 7 5 5 7 3 T 7 6 T 2 5 5 5 5 2 5 3 8 9 11 10 9 4 TAB B 2 Valeurs des coordonn es des points restitu s lors de la cr ation du mod le photogramm trique pour le test 2 avec les informations concernant l cart type pour chaque point Les valeurs sont exprim es en m tres 219 B 1 Mod les photogramm triques des diff rents tests Pot p X LI Lu p Esse Ecart type X Beurttrpe Y Ecarttype Z 0 000001 0 000002 0 000001 0 000001 0 000001 0 000001 0 000002 0 000003 0 000001 0 000818 0 000799 0 000809 0 000761 0 000736 0 000775 0 001724 0 001554 0 001488 0 004770 0 002180 0 002383 0 001026 0 001198 0 001016 0 000820 0 000861 0 000854 0 000797 0 000848 0 000824 0 000799 0 000849 0 000838 0 000825 0 000861 0 000869 0 000738 0 000767 0 000752 0 000731 0 000818 0 000772 0 000704 0 000785 0 000772 0 001529 0 001621 0 001570 0 006724 0 004109 0 003940 0 008169 0 005695 0 004793 0 035824 0 076101 0 009769 0 009331 0 014850 0 004458 0 002736 0 005171 0 003235 0 006814 0 006027 0 002809 0 003614 0 004529 0 003780 0 002685 0 002836 0 002455 0 004703 0 002597 0 002398 0 003414 0 003447 0 002633 0 004296 0 005535 0 002350 0 002880 0 002361 0 002415 0 004324 0 006424 0 003975 0 002152 0 004709 0 003125 0 004584 0 005437 0 004400 0 002132 0 005528 0 002964 0 006879 0 011254 0 003225 0 003675 0 005974 0 002997 0 001553 0 002577 0 001913 0 002281 0 002983 0 002175 0 002921
505. une des probl matiques est la mise en commun de ces donn es pour fournir une vue d ensemble aux enqu teurs ou au tribunal Dans cette recherche quelques exemples montrent les possibilit s offertes par la mod lisation 3D pour l association des diff rentes informations concernant une m me affaire section 7 4 Il serait int ressant d approfondir ce sujet en tudiant plus sp cifiquement la mise en commun des donn es dans un seul fichier 3D e l tude des techniques de photogramm trie combin e avec la mod lisation 3D appliqu es aux objets de petite taille Les exemples pr sent s dans cette recherche sont cibl s sur les objets et sc nes macroscopiques Dans le contexte microscopique les techniques utilis es pour l enre gistrement 3D des objets sont bas es sur des syst mes passifs ou actifs Une valuation sur un de ces syst mes r alis e au cours de cette recherche a montr des r sultats int ressants pour l application sur certains sujets forensiques Lanzi et Riva 2007 e l valuation de l importance de l effet psychologique de l utilisation de la mod lisation 3D comme outil pour la pr sentation de situations criminelles en comparaison aux m thodes traditionnelles Dans certains contextes la mod lisation 3D est exploit e cause de son aspect captivant Dans le milieu judiciaire anglophone cela a t reconnu et dans quelques situations la mod lisation 3D est davantage indiqu e comme moyen efficace de pr sentati
506. une sc ne est une repr sentation filiaire du mod le 3D peu de couleurs ou de textures sont introduites sauf pour identifier certains sujets Un r sultat qui est d fini dans les trois dimensions peut tre reproduit sur papier en choisissant une vue correspondant une projection orthogonale de la sc ne Ce type de repr sentation est g n ralement de qualit inf rieure par rapport une reproduction finalis e en 2D dans le cas d un dessin en trois dimensions reproduit en 2D les lignes des objets 3D se superposent et se croisent rendant la compr hension des objets difficile tandis que dans un mod le finalis sur un plan ces ambigu t s peuvent tre corrig es C est pour cette raison que lors de la finalisation du mod le 3D brut issu de la restitution photogramm trique il faut tablir au d part le type de reproduction qui sera effectu e Dans le cas pr sent pour la reproduction en 2D le logiciel Microstation a t utilis tandis que pour la cr ation d un mod le 3D de la sc ne le logiciel 3Ds Max a t choisi Le choix des logiciels de mod lisation a t fait par rapport aux capacit s de ces derniers r aliser facilement un plan 2D ou mod le 3D Les mod les 3D peuvent tre aussi pr sent s sous la forme de photomod les il s agit d une reproduction en perspective centrale d un mod le 3D La finalit du photomod le est de reproduire une image d une sc ne virtuelle comme si elle avait t
507. ur effectuer une mesure sur un objet photographi il est possible de les orienter les unes par rapport aux autres En st r ophoto gramm trie la d termination de l orientation relative est plus ais e paragraphe 2 3 2 Du point de vue g om trique le but de l orientation relative est de d terminer les coordonn es d un point objet Q visible sur une image dans un syst me de coordonn es d finies partir d une image Chaque prise de vue est identifiable par 6 inconnues X1 Yi Zi les coordonn es du centre de perspective O1 et 61 1 K les angles de rotation de la prise de vue autour de l axe X Y Z de l appareil photographique La direction de vue de l appareil photographique d finie par ces angles peut tre remplac e par un vecteur unitaire avec comme composantes R1 1 T d crivant la direction de l axe optique Pour se placer dans le syst me de coordonn es d un appareil ainsi d crit il suffit de repr senter la position du deuxi me appareil selon le nouveau syst me de coordonn es Au d part la position et l orientation des prises de vue ne sont pas connues Il est donc possible de d finir un syst me de coordonn es partir d une prise de vue quelconque ici d fini par l appareil 1 X3 Y Z1 0 0 0 Ri S1 T1 0 0 1 Ainsi la direction de prise de vue est l axe Z tandis que le plan image est parall le aux axes X et Y Pour une deuxi me prise de vue faite avec l appareil 2 il est possible
508. ur la finition et l laboration du plan ou du mod le 3D Logiciel de traitement d images le cas ch ant A 2 Calibrer un appareil photographique e Autres outils de marquage rep res num rot s c nes et rep res de contr le clairage artificiel tr pied cartes m moire pour appareil num rique batteries de rechange ordinateur portable A 2 Calibrer un appareil photographique Si possible chaque appareil photographique utilis pour effectuer un enregistrement photogram m trique doit tre calibr au pr alable les param tres internes de l appareil doivent tre connus Cette calibration sera li e un bo tier avec un objectif une focale et une distance de mise au point donn e Lors de l enregistrement des lieux les m mes conditions devront tre utilis es Chaque changement impliquera une nouvelle calibration La calibration peut galement tre faite au m me moment que la restitution photogramm trique d une sc ne ou d un objet Pour que cela soit pos sible il faut que suffisamment de points de calage aient t fix s et suffisamment de prises de vues dans de bonnes conditions aient t faites Cette facon de proc der est toutefois d conseill e car la qualit de la d finition des param tres internes est g n ralement mineure que la calibration effectu e au laboratoire Ici de suite sont r sum es les principales tapes de la calibration d un appareil photographique num rique r alis e
509. ur leur pr sentation il est n cessaire de fournir plusieurs vues afin de se rendre compte de leur position dans l espace Ce r sultat a permis d appr cier l origine des coups apport la victime et d valuer la position de l auteur et de la victime lors des v nements 110 Chapitre 6 L analyse et l exploitation des donn es sl AG nQ Fic 6 3 R sultat de la mod lisation 3D avec les objets pertinents et les orthoimages des projections de sang Image fournie par l IRM de l universit de Berne 6 2 4 Discussion L exploitation des traces est primordiale dans l investigation forensique par leur analyse le sp cialiste fournit des indices qui peuvent tre utilis s pour d terminer les personnes impliqu es dans le crime leur r le leur comportement et essayer de comprendre ce qui a eu lieu La photogramm trie combin e avec la mod lisation a t employ e dans les deux exemples pr sent s ici pour e valuer la position du tireur pr sum e et la trajectoire d un coup de feu lors d un accident de chasse e d terminer l origine de coups port s sur une personne Mat riel et m thodologie L analyse des traces n cessite l application de principes et d outils sp cifiques au domaine d appar tenance des traces La photogramm trie et surtout la mod lisation 3D aident dans le travail d tude dans l espace par le fait que les l ments peuvent tre reproduits en 3D et valu s dans un contexte ad qua
510. ur mesur e sur les lieux et la mesure prise apr s restitution ou mod lisation 3D Except le pourcentage les valeurs sont exprim es en m tres Lors de la restitution et de la mod lisation 3D la diff rence moyenne entre les valeurs mesur es sur les lieux et les mesures prises apr s restitution et mod lisation 3D est inf rieure 1 centim tre Par contre si les diff rences sont consid r es individuellement pour chaque mesure voir les r sultats en annexe B 2 et la figure 4 4 il appara t qu elles peuvent correspondre plusieurs centim tres ce qui dans certains cas signifie que la valeur de la mesure est le double par rapport la mesure prise sur les lieux dans le tableau 4 3 l erreur maximale pour un objet restitu s et affin dans le logiciel Exception faite pour le test 7 281 a t n cessaire de fournir des donn es initiales approximatives sur la position de certaines images 53 4 3 Validation des syst mes J Microstation 3Ds Max Erreur moyenne 0 0002 0 0007 Ecart type de l erreur 0 0119 0 0129 Erreur maximale absolue 0 041 0 058 Erreur maximale en 17 0 58 0 TAB 4 4 R sum des principaux r sultats des comparaisons entre les mesures de la restitution photo gramm trique et les valeurs mesur es apr s la finition avec Microstation et la finition avec 3Ds Max Dans ce tableau l erreur correspond la diff rence entre la mesure de la restitution et la mesure prise
511. ur v rifier la pr sence d erreurs et effacer ou corriger des points ou des images probl matiques Les conditions de prise de vue pour l accident de chasse 5 3 3 taient particuli res car m me si les lieux se trouvaient l ext rieur plusieurs obstacles g naient la vue L utilisation du flash et le traitement des images posteriori ont t indispensables pour garantir une bonne qualit visuelle des d tails sur les images La mise au point fix e 2 m tres a t choisie car les conditions photographiques par rapport la sc ne l obligeaient il fallait que la profondeur de champ s tende de 1 m tre l infini avec un temps de pose raisonnable pour des prises de vue main lev e Une autre solution aurait t de fixer l appareil photographique sur tr pied et sans source de lumi re artificielle exposer avec un temps de pose plus long La configuration des lieux a galement caus des probl mes lors de la restitution photogramm trique Plusieurs r gions taient cach es sur certaines images et le terrain n offrait pas des points de calage facilement identifiables Dans ces situations l utilisation de moyens de rep rage comme des rep res num rot s ou autres moyens bien visibles sur les images rend le travail de fixation des points de rep re plus ais Le r sultat L investigation forensique doit fournir des indices qui permettent de d terminer les v nements les causes les participants et leurs r les
512. ure X Mesure Y Mesure Z Table 5 0 4 AT 2 5 T Support Table Support c bles Table Cadre porte Porte Base tr pied Support Fresnel Coupe flux Fresnel Boite tr pied Support ordinateur Boite Support mobile Tabouret Equerre 1 Equerre 2 Equerre 3 C ne 1 C ne 2 C ne 3 Rep re J Support vertical Support vertical Support vertical Support vertical Cylindre en m tal Support ordinateur Salle z O lt I O UU N HI H 0 amp O w Lo O Lo h w Lo Ut H D O Co m hio o H oNnRWw QO 8 OR Wao onov H H 0 01 o H 9 O oo 3 al m 8 8 0006600 Nooo A222 a uR oau Honi hi Moyenne TAB B 13 R sum des diff rences entre les mesures faites sur les lieux et les mesures prises sur les objets restitu s et affin avec Microstation et 3Ds Max Les objets et le num ro des objets correspondent ceux qui sont d finis sur la figure 4 1 la page 50 Les valeurs sont exprim es en pourcentage par rapport la mesure r elle So1nsoul s p uostereduioy Ta TEZ Microstation Mesure X Mesure Y z Table Support Table Support c bles Table Cadre porte Porte Base tr pied Support Fresnel Coupe flux Fresnel Boite tr pied Support ordinateur Boite Support mobile Tabouret Equerre 1 Equerre 2 Equerre 3 C ne 1 C ne 2 C ne 3 Rep re J Support vertical Support vertical Support vertical Support verti
513. ure de trois distances Au d but lors de la restitution photogramm trique une seule mesure est utilis e pour accomplir l orientation externe Les deux autres mesures sont par la suite valu es par le logiciel et elles sont compar es avec les mesures effectu es sur les lieux Si le mod le photogramm trique contient une erreur et que cela se refl te sur les mesures il sera 60 Chapitre 4 Equipements et m thodes discernable lors de cette comparaison L appr ciation de la qualit du mod le photogramm trique peut galement tre faite en effectuant plusieurs autres mesures diff rents endroits de la sc ne et en les comparant au r sultat final Cela permet d avoir une valuation plus globale et permet galement d am liorer le r sultat final en int grant ces informations comme mesures de calibration Lors de la fixation des lieux il faut faire attention ne pas modifier les lieux ou la position des rep res tout d placement d objets utiliser pour la cr ation du mod le ou de la restitution photogramm trique peut rendre le travail de restitution irr alisable Des mesures compl mentaires dans plusieurs directions et diff rents endroits peuvent aider d tecter d ventuelles erreurs Les logiciels de photogramm trie multi images permettent de contr ler une partie du travail pour chaque point restitu ils fournissent une indication sur la qualit de la restitution gr ce une valeur d erreur d
514. uter Society Conference on Computer Vision and Pattern Recognition vol 3 p 123 131 San Diego 2005 Shor et al 2006 Y SHOR A CHAIKOVSKY et T TsAcH The Evidential Value of Distorted and Rectified Digital Images in Footwear Imprint Examination Forensic Science International 160 59 65 2006 Slama 1980 C SLAMA Manual of Photogrammetry American Society of Photogrammetry Falls Church 4 dn 1980 Spagnolo 2006 G S SPAGNOLO Potentiality of 3D Laser Profilometry to Determine the Sequence of Homogenous Crossing Lines on Questioned Documents Forensic Science International 164 2 3 102 109 2006 Spagnolo 2007 G S SPAGNOLO Determination of the Chronological Sequence of Heterogeneous Crossing Lines by Means of a Reverse Engineering Process Measurement Science and Technology 18 609 614 2007 Spagnolo et al 2007 G S SPAGNOLO D ZAVATTARO M D SANTIS et L G FERRILLO Max Frei Theory Revisitation Does Really Strokes Depth Change Along Time Forensic Science International 167 2 3 163 166 2007 Steffan et Moser 1996 H STEFFAN et A MOSER The Collision and Trajectory Models of PC CRASH Rapport technique Graz University of Technology 1996 Sturm 1992 P F STURM Vision 3D non calibr e contribution la reconstruction projective et tude des mouvements critiques pour l auto calibrage Th se de doctorat Universit de Grenoble 1992 Subke et al 2002 J SUBKE S HAASE H
515. utilis es en sciences forensiques avec des exemples pratiques et les r sultats obtenus ainsi que des consid rations sur le processus de travail au niveau criminalistique Cette partie expose quelques uns des travaux qui ont t r alis s durant cette recherche Outre un chapitre qui fait le point de la situation sur les syst mes utilis s en Suisse 3 autres chapitres traitent des objectifs du travail photogramm trique combin avec la mod lisation 3D Finalement la troisi me partie contient une synth se critique des outils et des r sultats obtenus dans cette recherche ainsi qu une r flexion sur Vutilisation de ces techniques en sciences forensiques Premi re partie Les principes de base Chapitre 2 La Photogramm trie 2 1 Introduction Le mot photogramm trie a t propos pour la premi re fois en 1893 par l architecte allemand Albrecht Meydenbauer qui assembla les trois mots grecs photos gramma et metron L American Society of Photogrammetry donna en 1980 la d finition suivante incluant la t l d tection et autres m thodes d enregistrement d images comme la vid o les images radar ou les photographies UV et IR La photogramm trie est l art la science et la technologie permettant d obtenir des infor mations fiables sur l espace naturel ou sur les objets physiques par l enregistrement la mesure et l interpr tation d images photographiques ou produites par rayonnements lec t
516. utilisation d instruments et de proc d s adapt s Le contr le sur les erreurs est galement garanti par des outils intrins ques aux logiciels de photogramm trie num rique qui v rifient la pr sence d erreurs et fournissent des appr ciations sur la fid lit du travail photogramm trique par la connaissance des sources possibles d erreurs et par leur contr le de la part du sp cialiste Dans le chapitre 5 les techniques de photogramm trie combin es la mod lisation 3D ont t utilis es en focalisant les observations sur la fixation et l illustration des lieux et des l ments li s un crime ou un accident Les r sultats sont exploit s de diff rentes mani res en pr sentant des plans des lieux des orthoimages des photomod les de certaines parties de la sc ne ou des mod les 3D Grace aux stages et visites effectu s Zurich Berne et au Tessin ainsi qu aux tests et aux expertises effectu s l IPS il est apparu que l application ne se limitait pas simplement la documentation et l illustration mais galement l analyse et l exploitation des l ments constitutifs du crime Dans le chapitre 6 les techniques de photogramm trie combin e avec la mod lisation 3D ont t exploit es pour effectuer des mesures sur des images valuer des trajectoires ou d terminer la posi tion des objets et des personnes Dans la plupart de ces situations les techniques ont t appuy es par des instruments de trav
517. uvelles approches pourraient tre adopt es tape de validation des m thodes et don l interpr tation des r sultats pourrait tre am lior e appr ciation bayesienne de la mesure de la taille de l individu et de la comparaison forensique des donn es e les probl matiques de la comparaison d informations 2D avec des informations 3D section 6 4 dont certaines recherches proposent d j des applications pour la comparaison de visages Goss et al 2006 Ruifrok et al 2003 Yoshino et al 2000 Yoshino et al 2001 Yoshino et al 2002 Yoshino et al 2003 la comparaison de bles sures Br schweiler et al 1997 Br schweiler et al 2001 Briischweiler et al 2002 Br schweiler et al 2003 Thali et al 2000 Thali et al 2003a Thali et al 2003c ou Vanalyse de la d marche Larsen et al 2007 Lynnerup et Vedel 2005 Mittal et al 2003 Lee et Cohen 2006 Lee et Nevatia 2007 e l tude de l utilisation de la mod lisation 3D pour l investigation balistique paragraphes 6 2 2 6 2 3 et 6 5 2 notamment pour l appr ciation des traces la reproduction des trajectoires dans un mod le 3D et l interpr tation des incertitudes dans une perspective bay sienne e l tude et le d veloppement de l utilisation de la mod lisation 3D comme outil de combinaison de donn es pour la gestion de cas Dans les cas de catastrophes ou de crimes qui s tendent sur une grande surface et comportent beaucoup d informations
518. ux comp tences du sp cialiste Le point de d part de la restitution photogramm trique est la photographie un enregistrement visuel automatique d un sujet En revanche m me si cet enregistrement est relativement objectif le choix du point de vue de l orientation et des techniques d clairage appartient au sp cialiste La reproduction n est donc pas impartiale mais li e aux comp tences et l approche professionnelle de l op rateur Lors de l enregistrement photographique pour un travail photogramm trique l op rateur doit suivre des r gles de base permettant la restitution des objets photographi s Ces r gles imposent un nombre de photographies sup rieur par rapport aux approches traditionnelles avec des angles de vue appropri s Ainsi une partie de l impartialit qui caract rise une prise de vue habituelle est r duite du fait que les images de l enregistrement photogramm trique doivent tre conformes aux conditions requises par le travail de restitution De l autre c t un mod le 3D issu d une restitution photogramm trique est un dessin r alis par un op rateur et bas sur plusieurs images combin es par les techniques photogramm triques L aspect automatique de la reproduction pr sent lors d une photographie est absent lors de la restitution photogramm trique et de la finition du mod le 3D Les photographies sont des enregistrements 2D de sujets r els Dans certaines situations l in
519. vail D un certain point de vue c est dans ce contexte que s inscrit une importante probl matique du sujet trait dans cette recherche c est dire les n cessit s techniques pratiques et de connaissances indispensables pour r aliser la restitution photogramm trique et la finition du mod le 3D M me si un logiciel de photogramm trie num rique multi images basique est relativement bon march environ 1000 CHF son utilisation requiert de l entra nement afin de pouvoir l utiliser au mieux et interpr ter correctement les r sultats fournis De plus le travail r aliser avec des logiciels standard peut devenir long et r barbatif il faut d finir des centaines de points homologues v rifier le travail plusieurs niveaux retravailler tous les objets restituer et affiner les r sultats de la restitution dans un logiciel de mod lisation 3D M me si les programmes de photogramm trie num rique comprennent des outils de contr le pour garantir la qualit du r sultat leur utilisation peut tre longue et complexe En quelque sorte le travail de mesure qui est traditionnellement r alis sur les lieux est transpos au laboratoire Cela conduit deux r flexions oppos es e si le relev photogramm trique r alis sur les lieux a t fait selon les r gles de l art tout objet photographi au moins deux fois pourra tre mesur ou reproduit dans un mod le 3D Cela n est pas le cas lors de mesures faites sur les lieux
520. vail photogramm trique 22Par exemple 4 56 0 07 m 3Par exemple 4 563 0 043 m 48 Chapitre 4 Equipements et m thodes e Adobe Photoshop pour la conversion des images e Microstation pour la finition et l laboration du plan e 3Ds Max pour la finition et l laboration du mod le 3D Acquisition La m thodologie de travail lors de l acquisition a t la suivante 1 fixation des points des rep res 2 mesure des distances entre les c nes 3 photographies de la sc ne 4 mesures compl mentaires sur diff rents objets Trois c nes de marquage noir blanc ont t install s sur le sol de fa on cr er approximativement un triangle rectangle Ces points vont tre utilis s comme base pour la fixation du syst me de co ordonn es Plusieurs rep res num rot s ont galement t plac s diff rents endroits de la sc ne de fa on fournir un contr le visuel sur les images permettant de v rifier la position et l angle de vue des images Deux querres de 33 x 18 cm ont t plac es horizontalement sur le sol une troisi me a t plac e verticalement contre le mur 4 L appareil photographique num rique a t r gl au format d images RAW et la focale a t fix e 15 mm Trois s ries de photographies ont t faites Pour chaque s rie la proc dure d enregistrement photographique a t vari e de fa on valuer la qualit des images et de la m thode
521. valeur inconnue est X et 1 2 Zn le r sultat de n mesures 8 Evaluation du point de vue fr quentiste En admettant une distribution normale la moyenne x de ces n mesures repr sente un estimateur de X La variance s 7 et l cart type s Z de x sont utilis s pour estimer la variance V X et l cart type c X de X A l aide du tableau des coefficients de Student t il est possible de d terminer la fr quence f pour que lors d une s rie de mesures l intervalle z t s 7 z t s 1 appel intervalle de confiance contienne la vraie valeur X Cet intervalle repr sente l tendue dans laquelle les valeurs des mesures devraient tomber ty est d termin en combinant les degr s de libert et f sur le tableau des coefficients de Student tableau 4 1 Le nombre de degr s de libert est gal n 1 Evaluation du point de vue bay sien Du point de vue bay sien avant de proc der une mesure il faut d finir une distribution de probabilit a priori pour les r sultats possibles de la mesure Cette fonction est d termin e par une appr ciation subjective de l tendue de la distribution attendue de la mesure Toujours sous l hy poth se d une distribution normale des mesures l esp rance la variance et l cart type attendus de la distribution a priori sont appel s respectivement valeur a priori E X variance a priori V X et cart type a priori o X Les mesures qui vont tre faites fournissent des donn
522. vers une utilisation correcte de la mod lisation 3D e lors de l illustration de l tat d un champ d investigation il faut repr senter les diff rents l ments en distinguant les l ments visibles les traces r v l es et les autres l ments importants retrouv s La d finition de l importance d un l ment implique l valuation de sa pertinence et de sa valeur pour l investigation en question Ce choix est li aux comp tences du sp cialiste fo rensique dans l appr ciation du cas Le risque est qu une mauvaise interpr tation ou une erreur d valuation faussent la facon dont le mod le 3D des lieux est per u par l observateur e souvent lors de l analyse d une probl matique particuli re des l ments qui n taient pas pr sents sur les lieux sont ajout s au mod le 3D Il peut s agir de c nes ou de cylindres pour illustrer une direction de tir d humanoides virtuels pour repr senter la position d un individu ou d autres formes Ces l ments doivent tres distingu s des autres sujets qui ont une cor respondance dans la r alit Le risque est que des l ments virtuels irr els soient consid r s par l observateur comme faisant partie des lieux ou des objets reproduits et conduisent une mauvaise appr ciation de la sc ne e les applications les plus sensibles lors de l utilisation d un mod le 3D sont la reconstruction d v nements et l valuation d hypoth ses Dans ces cas la mod lisation 3D est
523. we a 65 a III Conclusions 8 Bilan 8 1 Les applications 8 2 Mat riel et conditions de travail 8 3 Le processus de travail 8 4 Les r sultats lt 2 a an eo ok ok woe ES EER ete Por R S X XO S 9 La photogramm trie combin e avec la mod lisation 3D 9 1 Comparaison avec les approches traditionnelles 92 2D versus 3D ass a 4 4 moo see RR RES PIE te RR e us d a 9 3 Qualit et validit du travail et du r sultat 9 4 Valorisation des techniques en sciences forensiques 10 Conclusion 10 1 Rappel des objectifs de la recherche 10 2 Critique sue ce ok 4 AS BOR e 10 3 Recommandations 11 Perspectives 11 1 Evolution technologique 11 2 Propositions pour la suite de la recherche Bibliographie IV Annexes A Utilisation pratique du syst me RolleiMetric A L Introduction A2 Calibrer un appareil photographique A3 Travail sur les lieux A 4 Travail au laboratoire avec CDW et MSR B R sum des donn es de l valuation du syst me RolleiMetric B 1 Mod les photogramm triques des diff rents tests B 2 Comparai
524. x pr sentent une configuration complexe Des rep res num rot s facilitent la distinction des diff rentes parties de la sc ne e lorsque la restitution photogramm trique doit tre d taill e et de bonne qualit e lorsque les conditions de prise de vue entravent la visibilit du sujet comme dans le cas de prises de vue dans l obscurit pour l enregistrement de r v lations au Luminol e lorsque le logiciel de photogramm trie le requiert comme dans le cas du syst me Tritop o des points de calage cod s doivent tre plac s Le type de rep re utilis varie en fonction des situations il peut s agir de c nes de jalons num rot s de rep res adh sifs et galement d une projection de points lumineux ou de grilles sur le sujet Le choix d pend de l tendue de la zone reproduire de la pr cision avec laquelle les points de calage doivent tre d finis ou de la visibilit des rep res dans l espace La projection de grilles ou de points lumineux avec une lumi re particuli re est une approche int ressante pour la documentation des objets En revanche elle n cessite une instrumentation suppl mentaire dans le cas de fixation de l tat des lieux Les rep res phosphorescents utilis s lors de l enregistrement des r v lations au Luminol sont galement des outils de marquage int ressants pour les photographies dans des conditions de nuit compl te Les instruments de mesure employ s pour acqu rir les mesures de ca
525. xion lors d une mesure la valeur recherch e est inconnue les r sultats obtenus sont connus et ils sont utilis s pour estimer avec un certain niveau de confiance l intervalle l int rieur duquel se trouve la valeur recherch e Pratiquement lors d une mesure selon l approche bay sienne e il faut consid rer l objet mesurer et d terminer la forme de la distribution qui caract rise sa grandeur e d finir une distribution de probabilit a priori e r aliser les mesures selon la ou les m thodes choisies e combiner les donn es a priori avec les r sultats des mesures pour aboutir la distribution a posteriori Dans le cadre de ce travail les mesures sont toujours r alis es par des approches photogram m triques La plupart des techniques utilis es fournissent le r sultat de la mesure et une indication concernant sa qualit g n ralement sous la forme d carts type caract risant la dispersion des valeurs des donn es estim es A partir de ces r sultats trois cas de figure sont possibles 1 le travail consiste cr er un mod le photogramm trique ou une restitution photogramm trique plusieurs points et objets sont restitu s afin de cr er un plan ou une mod lisation 3D d un sujet L approche fr quentiste permet de simplifier l appr ciation du r sultat car si pour chaque mesure une r flexion bay sienne est r alis e l valuation de l incertitude deviendrait tr s longue est complexe Dans ces c
526. yses soient possibles il est n cessaire d avoir des images de bonne qualit ce qui n est g n ralement pas le cas pour les cam ras de surveillance Du point de vue photogramm trique les donn es m triques les plus faciles extraire concernent la taille de l individu l valuation de la grandeur des chaussures ou d autres objets et si les images sont de bonne qualit la comparaison des visages Dans le cas pr sent l investigation porte sur l estimation de la taille de la personne film e par la cam ra de surveillance Six images ont t extraites de la vid o de surveillance avec le logiciel Final Cut Pro HD Ces images ont t choisies en fonction de la visibilit du suspect sur les images Elles ont t trait es avec Adobe Photoshop pour les d sentrelacer et de mani re am liorer la visibilit du suspect Ces images n ont pas pu tre introduites dans le mod le photogramm trique cr avec le logiciel CDW car la d finition de l image et la qualit des points disposition ne le permettait pas Ainsi la position de la cam ra de surveillance et son angle de vue ont t reproduits dans le mod le 3D en cr ant une cam ra virtuelle gr ce l outil camera matching Il a donc t possible de se placer sur le point de vue de la cam ra et de visualiser le m me cadrage que cette derni re avait sur la scene figure 6 17 Pour estimer la taille de la personne plusieurs mod les 3D d humanoides ont t

La photogrammétrie numérique combinée avec la

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