Compression et codage scalable d'objets 3D pour leur visualisation et manipulation sur des systèmes hétérogènes

par Anis Meftah

Thèse de doctorat en Automatique, traitement du signal et des images

Sous la direction de Marc Antonini et de Chokri Ben Amar.

Soutenue en 2011

à Nice .

mots clés

• Imagerie tridimensionnelle
• Ondelettes
• Relèvement (mathématiques)
• Grilles (analyse numérique)

Résumé

Avec les évolutions technologiques, l’industrie de l’imagerie 3D a des besoins de qualité de rendu de plus en plus grandissants, ce qui implique une augmentation des volumes de données à stocker ou à transmettre. Dans ce contexte, cette thèse porte sur le traitement des objets 3D dit « out-of-core » c’est-à-dire qui ne peuvent pas être chargés totalement en mémoire à cause de leurs grandes tailles. L’enjeu est de proposer de nouvelles techniques pour la manipulation, la visualisation et la compression de ce type de données. Nous proposons des méthodes génériques au fil de l’au permettant un traitement local au fur et à mesure de la lecture ou de l’acquisition de ces objets 3D. Dans une première partie, cette thèse se concentre sur le traitement multi résolution des maillages surfaciques 3D et plus précisément sur les trois aspects suivants : la compression, la mesure de qualité et la visualisation. Les techniques proposées sont très puissantes et permettent la manipulation des objets « out-of –core » composés de plusieurs milliards de polygones sur des ordinateurs standards avec un minimum de ressources. Dans une deuxième partie, nous nous focalisons sur le traitement des objets 3D voxéliques. Nous présentons un schéma de compression au fil de l’eau multi résolution traitant des objets de plusieurs téraoctets de données. Ensuite, nous exploitons les spécificités géométriques des objets 3D, comme par exemple les failles et les horizons dans le domaine sismique, pour améliorer les performances de schéma proposé.

Titre traduit

Multiresolution coding of out-of-core 3D objecs for efficient manipulation and visualization on heterogeneous sytems

Résumé

With the latest technological progress, the 3D imaging industry needs to increase more and more the rendering quality, which implies an augmentation in the volume of date stored or transmitted. In this context, this thesis focuses on the processing of 3D out-of-core objects which cannot be entirely loaded into memory because of their huge sizes. The challenge is to introduce new techniques for processing, visualization and compression of such data. We then purpose generic scan-based methods, enabling the local processing while reading or scanning the 3D objects. In the first part, this thesis focuses on the processing of multi-resolution 3D surface meshes and specifically on three main areas : compression, quality measurement and visualization. The proposed techniques are very powerful and allow the manipulation of out-of-core meshes composed of billions of polygons on standard computers with a minimum of resources. In the second part, we focus on the processing of 3D volume objects. We present a scan-based compression scheme dealing with terabytes of data. Furthermore, we exploit the geometry specificities of 3D objects, such as faults and horizons in seismic field, to improve the performances of the presented scheme.