Reconnaissance automatique des oiseaux : ce qu'elle sait faire dans un nichoir

Les modèles d’identification automatique d’oiseaux sont entraînés sur des photographies en couleur, prises de profil, en lumière naturelle. Dans un nichoir, l’image est monochrome infrarouge, vue de dessus et souvent masquée par l’adulte : aucune des conditions d’entraînement n’est réunie, et la fiabilité chute d’autant.

Comment ces modèles apprennent, et pourquoi c’est le problème

Un système d’identification visuelle apprend à partir d’un très grand nombre d’images étiquetées. Les jeux d’images disponibles pour les oiseaux viennent de la photographie naturaliste et des sciences participatives : ce sont des clichés pris dehors, en couleur, à distance moyenne, souvent de profil, avec l’oiseau entier dans le cadre.

Un modèle apprend ce qu’on lui montre. Confronté à une image qui ne ressemble à rien de ce qu’il a vu, il ne se tait pas : il propose la réponse la moins improbable, avec un indice de confiance qui n’a plus de sens.

Or l’intérieur d’un nichoir cumule quatre écarts par rapport à ces conditions.

Condition d’entraînement	Réalité dans un nichoir
Image en couleur	Monochrome infrarouge la plupart du temps
Oiseau vu de profil, entier	Vu de dessus ou de trois quarts arrière, partiel
Lumière naturelle homogène	Contraste violent, coins très sombres
Distance moyenne, arrière-plan neutre	Quinze centimètres, parois de bois clair

Les couleurs, en particulier, portent l’essentiel de la discrimination entre espèces voisines. Une mésange bleue et une mésange charbonnière se séparent d’abord par la calotte et la cravate ventrale. En noir et blanc, ces deux critères deviennent des nuances de gris.

Ce que nous ne savons pas

Nous n’avons trouvé aucun taux d’identification mesuré en conditions de cavité infrarouge, ni chez les fabricants, ni ailleurs. Les précisions affichées sur les argumentaires commerciaux — quand elles sont chiffrées — se rapportent à des images de mangeoire filmées de l’extérieur.

C’est une lacune réelle et elle est importante : sans cette donnée, personne ne peut dire si la fonction est inutile ou seulement dégradée. Nous nous en tenons donc à ce qu’on peut déduire des conditions d’image, et pas plus.

Nous n’avons pas non plus mesuré nous-mêmes ces systèmes, faute d’avoir installé le moindre appareil.

Là où la reconnaissance fonctionne bien

La fonction n’est pas inutile en soi ; elle est mal placée ici. Sur une mangeoire filmée de l’extérieur, en couleur, en pleine lumière et à distance moyenne, elle se trouve exactement dans ses conditions d’entraînement et donne de bons résultats.

C’est d’ailleurs pour cet usage qu’elle a été développée, et c’est de là que viennent les chiffres mis en avant. Un acheteur qui veut de l’identification automatique a intérêt à filmer une mangeoire plutôt qu’un nichoir — ou les deux, avec deux appareils différents.

Deux variantes méritent d’être signalées.

L’identification par le son. Quand la caméra dispose d’un microphone et que le chant est audible, les modèles sonores travaillent sur une matière plus proche de leurs conditions d’entraînement, qui sont des enregistrements de terrain. La limite tient aux cris de quémande des jeunes en cavité, peu discriminants entre espèces voisines.

La détection de présence, sans identification. Distinguer « il y a quelqu’un » de « la cavité est vide » est une tâche beaucoup plus simple, et elle est fiable. Elle a un usage concret hors saison : repérer les visites de prospection à l’automne, c’est-à-dire pendant la seule période où l’on peut encore corriger l’installation.

Ce qui identifie vraiment l’occupant

La réponse est un peu vexante pour la technologie : c’est le diamètre du trou d’envol.

Il sélectionne physiquement les espèces capables d’entrer, avant même toute question d’image. Environ 28 mm laisse passer la mésange bleue et exclut la charbonnière ; 32 mm ouvre à la charbonnière ; 34 mm et au-delà accueillent les moineaux et bientôt les étourneaux. Les repères complets sont dans notre article sur quel nichoir pour quelle espèce.

Deux sources d’information complètent utilement l’image intérieure, et elles ne coûtent rien.

L’observation de l’entrée depuis l’extérieur, à bonne distance, jumelles à la main, en pleine lumière et en couleur. C’est là que les critères d’identification classiques fonctionnent.

Le comportement filmé, plutôt que l’apparence. La composition du nid, la taille de la ponte, le rythme des apports de nourriture sont souvent plus parlants qu’une silhouette floue en niveaux de gris.

Les critères qui survivent au noir et blanc

Puisque la couleur disparaît, autant savoir ce qu’il reste. Quatre familles d’indices restent lisibles en monochrome infrarouge, et elles se combinent bien.

La silhouette et la posture. Une mésange couvant est tassée, immobile, la queue relevée contre la paroi ; un moineau occupe plus de place et remue davantage ; une sittelle se déplace la tête en bas, ce qui est immédiatement reconnaissable même en niveaux de gris.

La composition du nid. Elle est l’un des meilleurs indices, et elle est visible dès la construction. Une coupe de mousse épaisse doublée de poils et de plumes oriente vers les mésanges ; un amas volumineux et désordonné de tiges sèches vers le moineau ; une maçonnerie de terre séchée réduisant l’entrée signe la sittelle torchepot, qui rétrécit le trou à sa taille.

La taille de la ponte et le rythme. Le nombre d’œufs, l’intervalle entre les pontes, la durée d’incubation et le nombre d’apports par heure varient nettement d’une espèce à l’autre. Ce sont des observations que seule une caméra permet, et elles valent mieux qu’une silhouette floue.

Le diamètre par lequel l’oiseau passe. Il ne s’observe pas dans l’image mais il est connu d’avance, puisque c’est vous qui l’avez choisi. Les repères par espèce sont dans notre article sur quel nichoir pour quelle espèce.

Ces quatre indices se recoupent, et c’est leur recoupement qui identifie — pas un critère isolé. Aucun système automatique ne raisonne aujourd’hui de cette façon sur une image de cavité.

L’arbitrage à l’achat

La fonction d’identification automatique ne justifie pas de surcoût pour un usage en nichoir. Le même budget est bien mieux placé sur trois postes qui, eux, changent réellement l’image obtenue :

1. Un objectif qui fait le point sous 25 cm. Sans cela, il n’y a même pas d’image nette à identifier.
2. Des diodes à 940 nm de puissance modérée, pour éviter le voile blanc. Voir filmer un nichoir la nuit.
3. Une alimentation qui tient toute la saison, pour ne pas avoir à ouvrir. Voir alimenter une caméra de nichoir.

La grille de lecture complète d’une fiche produit est dans notre article sur comment lire une fiche technique de caméra de nichoir, et le point sur les autres évolutions du secteur dans ce qui change vraiment sur les caméras de nichoir.