Enseignant: M. Majdi JRIBI
Dr. Ing. en informatique
E-mail: majdi.jribi@ensi.rnu.tn
07/09/2018 1 Majdi JRIBI
Ecole Nationale des Sciences de l’Informatique
Filière II: Ingénierie pour l’Image
Module: Représentation discrète des objets 3D
Plan
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Majdi JRIBI 07/09/2018 Chapitre 1: Du 2D au 3D
Plan1. Notions de base sur les images 2D
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Majdi JRIBI 07/09/2018 2. Notions de base sur les images 3D
Plan1. Notions de base sur les images 2D
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Majdi JRIBI 07/09/2018 2. Notions de base sur les images 3D
- Notions de base sur les images 2D
Définitions
◆ Traitement d’images (Image Processing)
∎ Manipulation dont l’entrée et la sortie sont des images. ∎ Aide l’humain pour examiner les images.
◆ Analyse d’images (Image Analysis) 07/09/2018 Majdi JRIBI 5◆ Analyse d’images (Image Analysis)
∎ Manipulation où l’entrée est une image mais la sortie est de l’information.
◆ Vision par ordinateur (Computer Vision)
∎ Émule la vision humaine dans le but d’extraire de l’information ou de prendre une décision.
- Notions de base sur les images 2D
Définitions
6 Majdi JRIBI 07/09/2018 – Traitement (bas niveau) : suppression du bruit, augmentation de contraste, lissage, réhaussement des contours..
-Analyse (haut niveau) : extraction de l’information
- Notions de base sur les images 2D
Définitions
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Majdi JRIBI 07/09/2018 Source de lumière
Onde réfléchie
Plan Image
Image optique ou analogique : c’est le résultat de la projection d’une scène sur un plan (plan focal d’une caméra, la rétine, …) ou sur une surface.
Source de
Onde émise
- Notions de base sur les images 2D
Définitions
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- Notions de base sur les images 2D
Définitions
Echantillonnage
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Majdi JRIBI 07/09/2018
Pour un signal continu, l’opération d’échantillonnage consiste à extraire quelques prélèvements (représentants) de ce signal permettant de régénérer ce signal.
Il Il s’agit s’agit d’une d’une discrétisation discrétisation de de l’espace. l’espace.
Chaque échantillon d’une image est appelé pixel.
L’échantillonnage détermine le nombre de pixels qui définit la résolution
Signal original
Signal échantillonné
- Notions de base sur les images 2D
Définitions
Quantification
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Majdi JRIBI 07/09/2018
C’est l’opération de discrétisation des valeurs des échantillons : affecter à chaque échantillon la valeur numérique la plus proche.
Codage informatique sur 1,2,..,8, …..32 bits.
- Notions de base sur les images 2D
Définitions
La même image codée avec différents nombres de bits
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Majdi JRIBI 07/09/2018
256 ng 128 ng 64 ng 32 ng
16 ng 8 ng 4 ng 2 ng
- Notions de base sur les images 2D
Définitions
une image avant numérisation est un signal 2D continu (même si elle correspond souvent à une scène 3D…)
une image numérique est une matrice de nombres représentant le signal continu
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- Notions de base sur les images 2D
Définitions
13Majdi JRIBI 07/09/2018 Image binaire,I (i,j) = 0 noir ou I (i,j) = 1 blanc Image en niveaux de gris, si l’on code les niveaux sur 8 bits, on pourra décrire 256 valeurs entières (nuances),de 0 (noir) à 255 (blanc).
Image Image couleur, couleur, si si chaque chaque canal, canal, rouge, rouge, vert vert et et bleu, bleu, est est codé codé sur sur 8 8 bits bits (24 (24
bits au total),on pourra donc décrire 16.7 millions de couleurs.
Une image 24 bits est dite en ”vraies couleurs” (true colors) et elle est de
qualité photographique.
- Notions de base sur les images 2D
Définitions
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- Notions de base sur les images 2D
Définitions
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- Notions de base sur les images 2D
Définitions
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Système RGB : (Red, Green, Blue)
Ce modèle constitue le principe de base des moniteurs de télévision et des écrans à balayage; en effet, c’est par superposition de rouge, de vert et de bleu que l’affichage couleur est réalisé.
Il est basé sur les couleurs primaires rouge, vert et bleu.
L’addition de ces trois couleurs donne du blanc.
L’absence de couleur donne du noir. Ce modèle constitue le principe de base des moniteurs de télévision et
- Notions de base sur les images 2D
Définitions
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Majdi JRIBI 07/09/2018 blanche →définition d’autres systèmes de couleurs, complémentaires au système RGB c’est le système CMY(synthèse soustractive).
Système CMY(Cyan Magenta Yellow)
La détermination des composantes RGB d’une onde s’opère par addition sur un fond noir.
Un tel système n’est pas adéquat pour traiter l’impression sur feuille blanche →définition d’autres systèmes de couleurs, complémentaires au
Le Cyan, le Magenta et le Jaune sont les couleurs complémentaires de celles du système RGB et dont la somme produit le noir.
Plan1. Notions de base sur les images 2D
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Majdi JRIBI 07/09/2018 2. Notions de base sur les images 3D
- Notions de base sur les images 3D
Construction et visite virtuelle des sites archéologiques
Valorisation du patrimoine culturel
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Majdi JRIBI 07/09/2018
Domaines d’application Archéologie
- Notions de base sur les images 3D
Les tissus cérébraux
Les tumeurs du foie
Analyse des pathologies
Mouvement du genou
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Domaines d’application Médecine
- Notions de base sur les images 3D
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Majdi JRIBI 07/09/2018 Détermination des identités des individus
Domaines d’application Biométrie des visages
- Notions de base sur les images 3D
Domaines d’application Reconnaissance des formes 3D
Remédier aux difficultés de la reconnaissance de formes 2D.
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- Notions de base sur les images 3D
Pour quoi le 3D?
► Palier aux limitations essentielles des images 2D:
► Le problème de pose
► Le problème d’illumination
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- Notions de base sur les images 3D
Pour quoi le 3D?
Problème de pose
Ostéosynthèse des
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Ostéosynthèse des fractures de Fémur
- Notions de base sur les images 3D
Pour quoi le 3D?
Problème de pose
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Image 2D Image 3D
- Notions de base sur les images 3D
Pour quoi le 3D?
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Images 2D Image 3D
Problème d’illumination
- Notions de base sur les images 3D
Méthodes de représentation
Quatre méthodes de représentation des images 3D 27 Majdi JRIBI 07/09/2018 1. 1. Explicite
Explicite 2. Implicite 3. Paramétrique 4. Polygonale
- Notions de base sur les images 3D
Méthodes de représentation Explicite
Surface : { P(x,y,z) R3/ z=f(x,y)}
Equation explicite d’une demi sphère unitaire
z = 1 – x 2 – y 2 28
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- Notions de base sur les images 3D
Méthodes de représentation Implicite
Surface : { P(x,y,z) R3/ f(x,y,z)=0}
Equation implicite d’une sphère unitaire
f
( x , y , z ) = x 2 + y 2 + z 2 – 1 = 0 29
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- Notions de base sur les images 3D
Méthodes de représentation paramétrique
Surface :{ (x(u,v),y(u,v),z(u,v)) R3/ (u,v) W2}
Représentation Représentation paramétrique paramétrique d’une d’une sphère sphère unitaire unitaire
⎧ │⎨│⎩zx y( ( (
θ θ θ
, , , φ φ φ ) ) ) === cos( sin( sin( θ θ θ ) ) ) sin( cos( φ φ ) ) 30Majdi JRIBI 07/09/2018
- Notions de base sur les images 3D
Méthodes de représentation Polygonale
Surface : Ensemble de petits patch de surfaces
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- Notions de base sur les images 3D
Méthodes de représentation Polygonale
Exploitation par des ordinateurs, le continu n’existe pas →Discrétisation
- Différents niveaux
- Approximation
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- Notions de base sur les images 3D
Méthodes de représentation Polygonale
Une surface est composée de:
- sommets de coordonnées tridimensionnelles.
- • facettes facettes obtenues obtenues par par liaison liaison entre entre les les points. points.
→ Maillage
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- Notions de base sur les images 3D
Méthodes de représentation Polygonale
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Majdi JRIBI 07/09/2018 Fichier OBJ V 0 0 0 V -1 0 0 V 0 1 0 V V 1 1 0 0 0 0 V 0 -1 0
F 1 2 3 F 1 3 4 F 1 4 5 F 1 5 2
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