Sujet:"Acquisition, reconstruction et modélisation des surfaces discrètes par estimation de caractéristiques de forme"

 

Directeur: JP.Braquelaire

 

Encadrants: S.Gueorguieva et P.Desbarats

 

Equipe de recherche: Image et Son

 

Description:

Le cadre général de ce travail s'inscrit dans l'étude et la maîtrise de la chaîne complète de l'acquisition avec un scanner laser au prototypage rapide par impression 3D des surfaces frontières d'objets 3D.

On dénote ces surfaces comme  "discrètes" étant donné leur support sous forme de maillages 3D de points. Il s'avère que toutes les étapes de l'acquisition, la reconstruction, la modélisation et la reproduction  sont étroitement liées à la capacité de définir et de manipuler des caractéristiques de la forme géométrique des objets considérés.

Ainsi, par exemple, lors de l'intégration des  différentes "vues" du scanner laser, le  recalage peut produire des résultats  invalides selon le choix des caractéristiques de formes choisies pour la correspondance entre les vues.

De même le recollement des "scans", la suppression des zones de recouvrement et la reconstruction de la surface discrète supportant la frontière complète de l'objet sont intrinsèquement liés à la possibilité de définir, d'identifier et d'extraire des caractéristiques de la forme géométrique.

Les caractéristiques de formes sont souvent liées à des zones dites "d'intérêt" ayant une sémantique spécifique issue du domaine applicatif.  Par exemple, dans l'anthropologie numérique des fossiles crâniens, les caractéristiques de formes sont traduites par

des points crâniométriques  situés sur les surfaces ostéologiques et des courbes les reliant et ayant des courbures bien définies.

Les  caractéristiques morphométriques sont estimées par le calcul des distances géodésiques et des courbures discrètes des caractéristiques de formes correspondantes sur le modèle numérique.

L'objectif du travail propose est l'étude des caractéristiques de forme des surfaces discrètes et en particulier celles basées sur l'évaluation de la courbure. Une attention particulière sera portée sur la définition des "invariants" de la forme géométrique des surfaces discrètes et leur estimation afin de nous permettre d'évaluer la précision de la chaîne d'acquisition, de reconstruction et de reproduction.

Le cadre applicatif de ce travail sera l'anthropologie numérique.

 

Références :

1. Lyuba Alboul and Gilberto Echeverria,

"Polyhedral Gauss Maps and Curvature Characterisation of Triangle Meshes", IMA Conference on the Mathematics of Surfaces, 2005, 14-33.

2. A. Bac and M. Daniel and J-L. Maltret

"3D modeling and segmentation with discrete curvatures"

Journal of Medical Informatics and Technology, 9, 2005, 13-24

3. R. V. Garimella and B. K. Swartz

"Curvature Estimation for Unstructured Triangulations

of Surfaces"

RR LA-UR-03-8240, Los Alamos National Laboratory, Nov, 2003

4. J.-L. Maltret and M. Daniel

Discrete curvatures and applications : a survey

RR, Laboratoire des Sciences de l'Information et des Syst\`emes, LSIS.RR.2002.002, 2002

5. Dennis E. Slice

Modern Morphometrics in Physical Anthropology

Kluwer Academic Plenum Publishers, 2005