Reeb Graph Modeling of 3-D Animated Meshes and its Applications to Shape Recognition and Dynamic Compression

Modélisation des maillages animés 3D par Reeb Graph et son application à l'indexation et la compression Le développement fulgurant de réseaux informatiques, a entraîné l'apparition de diverses applications multimédia qui emploient des données 3D dans des multiples contextes. Si la majorité des travaux de recherche sur ces données s'est appuyées sur les modèles statiques, c'est à présent vers Les modèles dynamiques de maillages qu'il faut se tourner. Cependant, le maillage triangulaire est une représentation extrinsèque, sensible face aux différentes transformations affines et isométriques. Par conséquent, il a besoin d'un descripteur structurel intrinsèque. Pour relever ces défis, nous nous concentrons sur la modélisation topologique intrinsèque basée sur les graphes de Reeb. Notre principale contribution consiste à définir une nouvelle fonction continue basée sur les propriétés de diffusion de la chaleur. Ce dernier est calculé comme la distance de diffusion d'un point de la surface aux points localisés aux extrémités du modèle 3D qui représentent l'extremum locales de l'objet . Cette approche de construction de graph de Reeb peut être extrêmement utile comme descripteur de forme locale pour la reconnaissance de forme 3D. Il peut également être introduit dans un système de compression dynamique basée sur la segmentation.Dans une deuxième partie, nous avons proposé d'exploiter la méthode de construction de graphe de Reeb dans un système de reconnaissance de formes 3D non rigides. L'objectif consiste à segmenter le graphe de Reeb en cartes de Reeb définis comme cartes de topologie contrôlée. Chaque carte de Reeb est projetée vers le domaine planaire canonique. Ce dépliage dans le domaine planaire canonique introduit des distorsions d'aire et d'angle. En se basant sur une estimation de distorsion, l'extraction de vecteur caractéristique est effectuée. Nous calculons pour chaque carte un couple de signatures, qui sera utilisé par la suite pour faire l'appariement entre les cartes de Reeb.Dans une troisième partie, nous avons proposé de concevoir une technique de segmentation, des maillages dynamiques 3D. Le processus de segmentation est effectué en fonction des valeurs de la fonction scalaire proposée dans la première partie. Le principe consiste à dériver une segmentation purement topologique qui vise à partitionner le maillage en des régions rigides tout en estimant le mouvement de chaque région au cours du temps. Pour obtenir une bonne répartition des sommets situés sur les frontières des régions, nous avons proposé d'ajouter une étape de raffinement basée sur l'information de la courbure. Chaque limite de région est associée à une valeur de la fonction qui correspond à un point critique. L'objectif visé est de trouver la valeur optimale de cette fonction qui détermine le profil des limites. La technique de segmentation développée est exploitée dans un système de compression sans perte des maillages dynamiques 3D. Il s'agit de partitionner la première trame de la séquence. Chaque région est modélisée par une transformée affine et leurs poids d'animation associés. Le vecteur partition, associant à chaque sommet l'index de la région auquel il appartient, est compressé par un codeur arithmétique. Les deux ensembles des transformées affines et des poids d'animation sont quantifiés uniformément et compressés par un codeur arithmétique. La première trame de la séquence est compressée en appliquant un codeur de maillage statique. L a quantification de l'erreur de prédiction temporelle est optimisée en minimisant l'erreur de reconstruction. Ce processus est effectué sur les données de l'erreur de prédiction, qui est divisé en 3 sous-bandes correspondant aux erreurs de prédiction des 3 coordonnées x, y et z. Le taux de distorsion introduit est déterminé en calculant le pas de quantification, pour chaque sous-bande, afin d'atteindre le débit binaire cible.