Segmentation of Noisy Discrete Surfaces

International audienceWe propose in this paper a segmentation process that can deal with noisy discrete objects. A flexible approach considering arithmetic discrete planes with a variable width is used to avoid the over-segmentation that might happen when classical segmentation algorithms based on regular discrete planes are used to decompose the surface of the object. A method to choose a seed and different segmentation strategies according to the shape of the surface are also proposed

3D Noisy Discrete Objects: Segmentation and Application to Smoothing

International audienceWe propose in this paper a segmentation process that can deal with noisy discrete objects. A flexible approach considering arithmetic discrete planes with a variable width is used to avoid the over-segmentation that might happen when classical segmentation algorithms based on regular discrete planes are used to decompose the surface of the object. A method to choose a seed and different segmentation strategies according to the shape of the surface are also proposed, as well as an application to smooth the border of convex noisy discrete objects

A Parametrization-Based Surface Reconstruction System for Triangular Mesh Simplification with Application to Large Scale Scenes

The laser scanner is nowadays widely used to capture the geometry of art, animation maquettes, or large architectural, industrial, and land form models. It thus poses specific problems depending on the model scale. This thesis provides a solution for simplification of triangulated data and for surface reconstruction of large data sets, where feature edges provide an obvious segmentation structure. It also explores a new method for model segmentation, with the goal of applying multiresolution techniques to data sets characterized by curvy areas and the lack of clear demarcation features. The preliminary stage of surface segmentation, which takes as input single or multiple scan data files, generates surface patches which are processed independently. The surface components are mapped onto a two-dimensional domain with boundary constraints, using a novel parametrization weight coefficient. This stage generates valid parameter domain points, which can be fed as arguments to parametric modeling functions or surface approximation schemes. On this domain, our approach explores two types of remeshing. First, we generate points in a regular grid pattern, achieving multiresolution through a flexible grid step, which nevertheless is designed to produce a globally uniform resampling aspect. In this case, for reconstruction, we attempt to solve the open problem of border reconciliation across adjacent domains by retriangulating the border gap between the grid and the fixed irregular border. Alternatively, we straighten the domain borders in the parameter domain and coarsely triangulate the resulting simplified polygons, resampling the base domain triangles in a 1-4 subdivision pattern, achieving multiresolution from the number of subdivision steps. For mesh reconstruction, we use a linear interpolation method based on the original mesh triangles as control points on local planes, using a saved triangle correspondence between the original mesh and the parametric domain. We also use a region-wide approximation method, applied to the parameter grid points, which first generates data-trained control points, and then uses them to obtain the reconstruction values at the resamples. In the grid resampling scheme, due to the border constraints, the reassembly of the segmented, sequentially processed data sets is seamless. In the subdivision scheme, we align adjacent border fragments in the parameter space, and use a region-to-fragment map to achieve the same border reconstruction across two neighboring components. We successfully process data sets up to 1,000,000 points in one pass of our program, and are capable of assembling larger scenes from sequential runs. Our program consists of a single run, without intermediate storage. Where we process large input data files, we fragment the input using a nested application of our segmentation algorithm to reduce the size of the input scenes, and our pipeline reassembles the reconstruction output from multiple data files into a unique view

Room layout estimation on mobile devices

Room layout generation is the problem of generating a drawing or a digital model of an existing room from a set of measurements such as laser data or images. The generation of floor plans can find application in the building industry to assess the quality and the correctness of an ongoing construction w.r.t. the initial model, or to quickly sketch the renovation of an apartment. Real estate industry can rely on automatic generation of floor plans to ease the process of checking the livable surface and to propose virtual visits to prospective customers. As for the general public, the room layout can be integrated into mixed reality games to provide a better immersiveness experience, or used in other related augmented reality applications such room redecoration. The goal of this industrial thesis (CIFRE) is to investigate and take advantage of the state-of-the art mobile devices in order to automate the process of generating room layouts. Nowadays, modern mobile devices usually come a wide range of sensors, such as inertial motion unit (IMU), RGB cameras and, more recently, depth cameras. Moreover, tactile touchscreens offer a natural and simple way to interact with the user, thus favoring the development of interactive applications, in which the user can be part of the processing loop. This work aims at exploiting the richness of such devices to address the room layout generation problem. The thesis has three major contributions. We first show how the classic problem of detecting vanishing points in an image can benefit from an a-priori given by the IMU sensor. We propose a simple and effective algorithm for detecting vanishing points relying on the gravity vector estimated by the IMU. A new public dataset containing images and the relevant IMU data is introduced to help assessing vanishing point algorithms and foster further studies in the field. As a second contribution, we explored the state of-the-art of real-time localization and map optimization algorithms for RGB-D sensors. Real-time localization is a fundamental task to enable augmented reality applications, and thus it is a critical component when designing interactive applications. We propose an evaluation of existing algorithms for the common desktop set-up in order to be employed on a mobile device. For each considered method, we assess the accuracy of the localization as well as the computational performances when ported on a mobile device. Finally, we present a proof of concept of application able to generate the room layout relying on a Project Tango tablet equipped with an RGB-D sensor. In particular, we propose an algorithm that incrementally processes and fuses the 3D data provided by the sensor in order to obtain the layout of the room. We show how our algorithm can rely on the user interactions in order to correct the generated 3D model during the acquisition process

LIPIcs, Volume 258, SoCG 2023, Complete Volume

LIPIcs, Volume 258, SoCG 2023, Complete Volum

Contributions to the content-based image retrieval using pictorial queries

Descripció del recurs: el 02 de novembre de 2010L'accés massiu a les càmeres digitals, els ordinadors personals i a Internet, ha propiciat la creació de grans volums de dades en format digital. En aquest context, cada vegada adquireixen major rellevància totes aquelles eines dissenyades per organitzar la informació i facilitar la seva cerca. Les imatges són un cas particular de dades que requereixen tècniques específiques de descripció i indexació. L'àrea de la visió per computador encarregada de l'estudi d'aquestes tècniques rep el nom de Recuperació d'Imatges per Contingut, en anglès Content-Based Image Retrieval (CBIR). Els sistemes de CBIR no utilitzen descripcions basades en text sinó que es basen en característiques extretes de les pròpies imatges. En contrast a les més de 6000 llengües parlades en el món, les descripcions basades en característiques visuals representen una via d'expressió universal. La intensa recerca en el camp dels sistemes de CBIR s'ha aplicat en àrees de coneixement molt diverses. Així doncs s'han desenvolupat aplicacions de CBIR relacionades amb la medicina, la protecció de la propietat intel·lectual, el periodisme, el disseny gràfic, la cerca d'informació en Internet, la preservació dels patrimoni cultural, etc. Un dels punts importants d'una aplicació de CBIR resideix en el disseny de les funcions de l'usuari. L'usuari és l'encarregat de formular les consultes a partir de les quals es fa la cerca de les imatges. Nosaltres hem centrat l'atenció en aquells sistemes en què la consulta es formula a partir d'una representació pictòrica. Hem plantejat una taxonomia dels sistemes de consulta en composada per quatre paradigmes diferents: Consulta-segons-Selecció, Consulta-segons-Composició-Icònica, Consulta-segons-Esboç i Consulta-segons-Il·lustració. Cada paradigma incorpora un nivell diferent en el potencial expressiu de l'usuari. Des de la simple selecció d'una imatge, fins a la creació d'una il·lustració en color, l'usuari és qui pren el control de les dades d'entrada del sistema. Al llarg dels capítols d'aquesta tesi hem analitzat la influència que cada paradigma de consulta exerceix en els processos interns d'un sistema de CBIR. D'aquesta manera també hem proposat un conjunt de contribucions que hem exemplificat des d'un punt de vista pràctic mitjançant una aplicació final

Contributions to the Content-Based Image Retrieval Using Pictorial Queris

L'accés massiu a les càmeres digitals, els ordinadors personals i a Internet, ha propiciat la creació de grans volums de dades en format digital. En aquest context, cada vegada adquireixen major rellevància totes aquelles eines dissenyades per organitzar la informació i facilitar la seva cerca.Les imatges són un cas particular de dades que requereixen tècniques específiques de descripció i indexació. L'àrea de la visió per computador encarregada de l'estudi d'aquestes tècniques rep el nom de Recuperació d'Imatges per Contingut, en anglès Content-Based Image Retrieval (CBIR). Els sistemes de CBIR no utilitzen descripcions basades en text sinó que es basen en característiques extretes de les pròpies imatges. En contrast a les més de 6000 llengües parlades en el món, les descripcions basades en característiques visuals representen una via d'expressió universal.La intensa recerca en el camp dels sistemes de CBIR s'ha aplicat en àrees de coneixement molt diverses. Així doncs s'han desenvolupat aplicacions de CBIR relacionades amb la medicina, la protecció de la propietat intel·lectual, el periodisme, el disseny gràfic, la cerca d'informació en Internet, la preservació dels patrimoni cultural, etc. Un dels punts importants d'una aplicació de CBIR resideix en el disseny de les funcions de l'usuari. L'usuari és l'encarregat de formular les consultes a partir de les quals es fa la cerca de les imatges. Nosaltres hem centrat l'atenció en aquells sistemes en què la consulta es formula a partir d'una representació pictòrica. Hem plantejat una taxonomia dels sistemes de consulta en composada per quatre paradigmes diferents: Consulta-segons-Selecció, Consulta-segons-Composició-Icònica, Consulta-segons-Esboç i Consulta-segons-Il·lustració. Cada paradigma incorpora un nivell diferent en el potencial expressiu de l'usuari. Des de la simple selecció d'una imatge, fins a la creació d'una il·lustració en color, l'usuari és qui pren el control de les dades d'entrada del sistema. Al llarg dels capítols d'aquesta tesi hem analitzat la influència que cada paradigma de consulta exerceix en els processos interns d'un sistema de CBIR. D'aquesta manera també hem proposat un conjunt de contribucions que hem exemplificat des d'un punt de vista pràctic mitjançant una aplicació final

Invertible Polygonalization of 3D Planar Digital Curves and Application to Volume Data Reconstruction

In this paper, we describe a new algorithm to compute in linear time a 3D planar polygonal curve from a planar digital curve, that is a curve which belongs to a digital plane. Based on this algorithm, we propose a new method for converting the boundary of digital volumetric objects into polygonal meshes which aims at providing a topologically consistent and invertible reconstruction, i.e. the digitization of the ob- tained object is equal to the original digital data. Indeed, we do not want any information to be added or lost. In order to limit the number of generated polygonal faces, our approach is based on the use of digital geometry tools which allow the reconstruction of large pieces of planes