Proj-2014-2015-SmartClassRoom/SRS

The document provides a template of the Software Requirements Specification (SRS). It is inspired of the IEEE/ANSI 830-1998 Standard.

=1.  Introduction=

1.1 Purpose of the requirements document
Les principaux objectifs de ce document qui décrit notre projet SmartClassroom sont:
 * permettre aux lecteurs d'identifier les différentes parties de notre projet
 * permettre aux lecteurs de découvrir les technologies que nous avons développer
 * expliquer l'approche adoptée et les solutions que nous avons proposées
 * fournir une base de travail pour de futures améliorations

1.2 Scope of the product
L'objectif à long terme de ce projet est de mettre en place des technologies qui permettent d'améliorer les techniques d'enseignement dans les salles de cours. On peut ainsi imaginer des activités pédagogiques interactives comme des évaluations fournissant des réponses instantanées et permettant ainsi aux enseignants de voir quand un concept doit être révisé ou quand ils doivent davantage aider les élèves.

1.3 Definitions, acronyms and abbreviations
OCR
 * La reconnaissance optique de caractères (ROC, en anglais optical character recognition : OCR) désigne les procédés informatiques pour la traduction d'images de textes imprimés ou dactylographiés en fichiers de texte.

Goslate
 * C'est une API gratuite en python qui fournit un service de traduction de Google en interrogeant le service de Google Traduction.

Tesseract
 * Tesseract est un moteur open source de reconnaissance optique de caractères qui peut être utilisé :


 * soit directement, en ligne de commandes soit par l'intermédiaire d'une interface graphique pour reconnaitre du texte avec mise en page basique ; cet usage est déjà fonctionnel.
 * soit avec des surcouches gérant les mises en page complexes, etc., comme ocropus (encore en version beta).

Tiled Display
 * Le principe est de créer un écran géant composé de plusieurs écrans plus petits :

N'importe quel écran peut être utilisé pour un wall display (il est tout de même nécessaire d'adapter ensuite la technologie et les outils utilisés). Par exemple il est possible d'utiliser :
 * les écrans d'ordinateurs ou de télévisions
 * plusieurs vidéoprojecteurs
 * les écrans de téléphone mobile

NowJS
 * Ce module utilise les socket.io et permet de créer des applications web fonctionnant en temps-réel.

Fonctionnement : Un composant “now” est partagé entre le serveur et tous les clients. On peut ainsi lancer une fonction implémentée sur le serveur à partir d’un client, et aussi avoir accès à tous les composants déposés dans “now”.

node-demux
 * Ce module permet de décoder en temps-réel une video en images brutes. Il utilise la technologie ffmpeg.

fluent-ffmpeg
 * Ce module très puissant permet d’utiliser la technologie ffmpeg sur NodeJS. Contrairement à node-demux, il permet de décoder des videos en temps-réel et en plusieurs formats, comme .flv, en incluant les sons. Il permet aussi de décoder uniquement la partie audio d’un fichier vidéo. Ce module est très efficace pour faire du streaming vidéo.

1.4 References
General :

Ce projet est un projet de fin d'étude, qui se déroule à Polytech Grenoble, et soutenu par la Fabmstic. La page du projet sur le wiki air est disponible via ce lien ProjetSmartClassroom

Technical :

Le Tiled Display - http://air.imag.fr/index.php/Tiled_Display

Librairies:

Tess4J - http://tess4j.sourceforge.net/

ImageMagick - http://www.imagemagick.org/

Goslate: Free Google Translate API - http://pythonhosted.org/goslate/

NowJS - https://github.com/Flotype/now/

node-demux - https://github.com/tmarrinan/node-demux

fluent-ffmpeg - https://github.com/fluent-ffmpeg/node-fluent-ffmpeg

1.5 Overview of the remainder of the document
Le reste de ce document présente les caractéristiques techniques du projet telles que les exigences et les contraintes, ainsi que les caractéristiques nécessaires à l'utilisateur. La section 3 décrit les exigences détaillées, spécifiques et fonctionnelles, de performance, système et autres exigences relatives au projet. Des renseignements complémentaires sur les annexes sont également fournis dans cette même section.

=2.  General description= L'objectif à long terme de ce projet est de mettre en place des technologies qui permettront d'améliorer les techniques d'enseignement dans les salles de cours.

Ce projet se divise en deux parties :
 * Tableau interactif avec numérisation de l'information
 * Tiled display sur tables tactiles

2.1 Product perspective
Nous devons en effet tenir compte de l'évolution possible de ce projet. Pour le tableau interactif, l'utilisateur effectue une manipulation virtuelle de données sur un tableau blanc physique. En effet il écrit son texte et la traduction de celui-ci est projeté dans la langue qu'il a choisie parmi celles proposées. Une idée d'amélioration est d'intégrer de la résolution automatique d'équations et d'animations de schémas physiques. Pour la table, on pourrait imaginer la réalisation d'applications communes (par exemple un cours d’anatomie) pouvant tirer profit du tiling display.

2.2.1 Interactive board
Text detection

Dans un premier temps, à partir d'un vidéo projecteur placé en face du tableau, il est possible en temps réel de:
 * Capturer des images des textes manuscrits
 * Récupérer des strings à partir de ces images

Translation or arithmetic and conversion

Dans un second temps, le résultat de la sortie récupérée est projetée sur le tableau. Deux étapes sont nécessaires : Si la sortie correspond à une opération mathématique ou une équation, son résultat (ou sa courbe) est affichée avec au préalable. Sinon si elle correspond à un texte, elle est d'abord traduite puis le texte traduit est converti en format image.
 * Traitement
 * Conversion

2.2.2 Touch tables
Tiled display Une fois le serveur lancé et les clients connectés, chaque utilisateur (un par table tactile par exemple), a la possibilité de :
 * Créer un objet (charger une video, une image, un pdf)
 * Définir si cet objet est créé localement ou bien sur toutes les tables
 * Réaliser de multiples interactions avec cet objet (mise en plein écran, déplacement d'une table à une autre, rotation,...)

2.3 User characteristics
Ce projet est principalement destiné aux enseignants. Il leur permettra de passer d'un type d'enseignement à un autre plus évolué, c'est à dire gérer plus efficacement leurs classes, et évaluer la compréhension des élèves durant le cours. On distingue ensuite les élèves qui pourront entre autres organiser leurs propres fichiers multimédias, prendre des notes, collaborer avec d'autres élèves ou partager des fichiers avec les enseignants.

Toutefois, on peut les distinguer des utilisateurs développeurs qui pourront ajouter de nouvelles fonctionnalités au projet.

2.4 General constraints

 * L'image capturée du tableau ne doit pas être vide ou corrompue
 * Pour les fichiers d'entrée et de sortie le format est .txt
 * Le format de sortie des images est .png (peu importe leur format d'entrée)
 * Le script de traduction est écrit en Python
 * Une connexion internet est nécessaire pour l’exécution du script

2.5 Assumptions and dependencies

 * Une connexion haut-débit est requise pou accélérer le processus de traduction de Goslate et la projection de vidéos HD en tiled display
 * Pour bénéficier de cette connexion, des dongles wifi sont nécéssaires
 * Pour la capture d'images et la projection il faut respectivement un appareil photo et un vidéo projecteur

=3.Specific requirements, covering functional, non-functional and interface requirements=
 * document external interfaces,
 * describe system functionality and performance
 * specify logical database requirements,
 * design constraints,
 * emergent system properties and quality characteristics.

3.1 Requirement X.Y.Z (in Structured Natural Language)
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3.1.1 Text detection
Description: Le texte écrit sur le tableau est capturé et extrait à partir d'une image

Inputs: Image récupéré du tableau

Source: Appareil photo et SDK gphoto2

Outputs: Fichier texte contenant le texte écrit au tableau

Destination: Le script de traduction Python

Action: L'appareil capture la surface manuscrite délimitée par les jetons. La bibliothèque Tess4J lance une détection sur l'image générée et insère le texte trouvé dans un fichier.

Non functional requirements: L'extraction du texte doit être fait en temps réel et rapidement

Pre-condition: Disposer d'un appareil photo et installer les librairies gphoto2 et Tess4J

Post-condition: Le texte doit être bien reconnu

Side-effects: Échec dans la détection du texte, Image d'entrée floue

3.1.2 Translation and text projection
Description: Le fichier de sortie de Tess4J est traduit puis transformé en image pour être projeté

Inputs: Un fichier texte

Source: Script de traduction Python Goslate

Outputs: Une image contenant le texte traduit

Destination: Le vidéo-projecteur

Action: Le fichier de sortie de Tess4J est donnée en entrée au script Python qui procède à sa traduction. Le nouveau fichier obtenu est ensuite transformé en image grâce à la bibliothèque ImageMagick.

Non functional requirements: La traduction du texte doit être parfaite. La durée d’exécution du script ne doit pas être longue.

Pre-condition: Avoir un vidéo projecteur et installer Python 2.7 et la librairie Goslate.

Post-condition: Le texte de sortie n'est pas vide

Side-effects:

3.1.3 Tiled Display (video example)
Description: Affichage d'une vidéo en tiling display sur deux tables tactiles accolées

Inputs: vidéo .mp4

Source: tables tactiles

Outputs: chaque table affiche sa moitié de la vidéo

Destination: affichage des tables

Action: un client charge la vidéo et décide de l'afficher en tiling display. Le serveur envoie toutes les 50ms l'image que chaque client doit afficher.

Non functional requirements: il ne doit pas y avoir de latence entre l'affichage des deux tables

Pre-condition: tables connectées au serveur, présence de l'ensemble des librairies ainsi que du projet sur les deux tables, fichier video présent sur la table qui charge l'objet

Post-condition: affichage en plein écran sur les deux tables qui doivent toujours rester connectées au serveur

3.1.4 Translation from the teacher to the students
Description: Capture du texte et envoie de la traduction aux tables tactiles

Inputs: image du tableau

Source: appareil photo

Outputs: texte

Destination: affichage tables tactiles

Action: le texte est détecté, traduit, puis envoyé sur le serveur auquel sont connectées les tables

Non functional requirements: réseau local entre les tables et le pc réalisant l'analyse d'image et la traduction

Pre-condition: tables et ordinateur du tableau interactif connectés au serveur

Post-condition: affichage de la traduction sur les tables

=4. Product evolution=
 * Résolution d'équations plus complexes
 * Animation de figures avec moteurs physiques
 * Sélection de données à distance à partir d'une tablette

=5. Appendices=

5.1 Specification

 * La page principale du projet peut être trouvée ici
 * Un autre groupe en RICM4 travaille aussi sur ce projet. Leur page wiki est accessible via le lien ci-dessous:
 * - Proj-2014-2015-SmartClassroom

=6. Index=