Compression de maillages 3D statiques et dynamiques

Compression of Static and Dynamic 3D Meshes

• Auteur / Autrice : Khaled Mammou
• Direction : Françoise Prêteux
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique et mathématiques
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Paris 5

Mots clés

Mots clés contrôlés

Imagerie tridimensionnelle

Splines, Théorie des

MPEG (norme de codage vidéo)

Résumé

Les contenus 3D statiques et dynamiques sont aujourd'hui exploités à grande échelle dans le cadre d'applications multimédias professionnelles et grand public (CAO, télémédecine, jeux vidéo. . . ). Cette thèse propose quatre approches originales de compression de maillages 3D : deux concernent les modèles statiques et les deux autres les modèles dynamiques. La première méthode, appelée TFAN (Triangle Fan-based compression), vise à assurer une compression efficace de maillages 3D, sous une contrainte de basse complexité de calcul du décodeur. Le codeur TFAN a été récemment (Avril 2008) retenu par le standard ISO/MPEG-4 pour une normalisation future. La deuxième approche est dédiée au codage des maillages 3D denses. Elle exploite une approximation (sans perte de connectivité) par surfaces BSplines, couplée à un codage JPEG2000. Elle offre des performances de compression efficaces à bas débit tout en assurant la fonctionnalité de scalabilité en qualité. La troisième technique, appelée MCGV (Multi-Chart Geometry Video), traite de la compression de maillages 3D dynamiques. MCGV exploite une représentation sous forme d'images géométriques 2D, compressées par les codeurs standardisés JPEG ou MPEG-4. L'approche MCGV assure de hautes performances de compression à bas débit et des fonctionnalités avancées (e. G. , streaming, scalabilité. . . ). Enfin, la quatrième contribution de cette thèse concerne la méthode de compression dite FAMC (Frame-based Animated Mesh Compression), fondée sur une stratégie de compensation du mouvement par modèle de peau. En raison de ses hautes performances de compression et de l'ensemble des fonctionnalités supportées, FAMC est promu dans le standard ISO/MPEG-4.

Static and dynamic 3D meshes are widely exploited by professional and general public applications (e. G. , CAD, telemedicine and video games). This Ph. D. Thesis proposes four original approaches to compress 3D meshes: two of them handle static models and the other two the dynamic ones. The first method, called TFAN (Triangle FAN-based compression), aims at efficiently coding 3D meshes under a low decoder complexity constrain. The TFAN codec was recently retained (April 2008) for a future ISO/MPEG standardization. The second approach is dedicated to dense 3D meshes. It exploits a B-Spline approximation (with connectivity preservation) coupled with a JPEG2000 encoding. The B-Spline approach offers high compression performances for low bitrates while ensuring the functionality of quality scalability. The third technique, called MCGV (Multi-Chart Geometry Video), compresses dynamic 3D meshes. It exploits a geometry-images-based representation compressed by using the standard encoders JPEG and MPEG-4. The MCGV approach ensures high compression performances for low bitrates while supporting advanced functionalities (e. G. , streaming and scalability). Finally, the fourth contribution of the Ph. D. Thesis concerns the FAMC (Frame-based Animated Mesh Compression) compression method, which exploits a skinning-based motion compensation strategy. Because of its high compression performances and the complete set of functionalities it supports, the FAMC technique was promoted as an ISO/MPEG standard.