Les points clés de l’indexation et de la recherche d’objets 3D

Du fait que le processus d’indexation et de recherche doive permettre une interrogation efficace d’une base de données, il est nécessaire qu’il réponde à un enchaînement précis d’opérations. On le décompose souvent en deux phases : indexation puis recherche, ainsi

(a) Dessin au trait (b) Photo (c) Objet 3D

Figure 2.2 – Cette figure montre un exemple des trois types de requêtes permettant d’in-

terroger une base de données d’objet 3D. Il s’agit d’un contour aux traits(a), d’une photo

d’un objet réelle(b) et d’un modèle 3D(c). Même si cette figure ne montre qu’une requête

unique pour (a) et(b), il est possible de fournir plusieurs dessins ou photos.

qu’en deux temps : “hors-ligne” et “en-ligne”. Il faut bien noter que les deux phases d’un tel système, même si elles reposent sur des aspects différents, ne sont pas totalement dis- sociables. On peut les décrire comme suit :

– Phase d’indexation : Celle-ci permet d’analyser les objets afin de décrire leur forme et de la transcrire dans une représentation adaptée à la machine. La figure

2.3présente cette phase d’indexation qui se décompose en trois étapes, permettant l’élaboration d’une description pertinente de la forme. La première est une étape de prétraitement où les objets sont normalisés et positionnés de telle sorte que deux objets d’une même classe soient décrits de la même manière (voir chapitre4). C’est aussi dans cette partie que l’on applique les propriétés d’affichage permettant le rendu d’attributs spécifique de l’objet 3D (couleur, éclairage...). La seconde, est l’étape principale, qui va extraire les informations de forme contenues dans les ob- jets 3D afin de les décrire de manière pertinente (voir chapitre 5). Finalement, la dernière étape permet de transcrire la description de forme dans une représentation synthétique permettant un stockage efficace (voir également chapitre5). C’est cette représentation qui fait office d’élément de base pour la comparaison de deux objets. – Phase de recherche : Celle-ci est la seule partie du processus visible pour l’uti- lisateur. En effet, cette étape est effectuée à chaque fois qu’il interroge la base de données. C’est lors de celle-ci que la comparaison de la description de la forme de sa requête, avec les descriptions des objets 3D stockées durant la phase précédente, a lieu. C’est finalement grâce à une mesure pertinente que le système va être capable de renvoyer des résultats cohérents. Ceux-ci vont être présentés à l’utilisateur sous forme d’une liste d’objets, ou de classes, en fonction de l’application choisie (voir remarque2.3et figure 2.4).

Remarque 2.3. Lors d’une recherche de l’utilisateur, il est nécessaire de four-

nir la liste des résultats avec un minimum de clarté. Dans ce sens, nous pro- posons deux approches différentes permettant de lister les objets proches de la requête. La première, appelée “approche par ǫ” propose de renvoyer à l’uti- lisateur les objets de la base qui ont une distance inférieure à ǫ (critère de distance : d < ǫ). La seconde, nommée “approche par k plus proches voisins” permet de ne renvoyer que les k objets les plus proches de la requête de l’uti- lisateur (critère de nombre).

Objet 3D

Pré-traitements Etape 1 :

Translation Rotation Rendu spécifique

+

+

+

H

o

rs

-l

ig

n

e

Figure 2.3 – Schéma illustrant les différentes étapes de l’indexation d’objet 3D. Partant

d’un modèle 3D, une première étape permet de normaliser en translation et en rotation l’objet et de préparer son rendu. Une seconde extrait une description de sa forme, à partir de projections 2D par exemple. Enfin, une dernière étape transcrit la description dans un langage synthétique adapté à la machine.

Base de données Comparaison Objet 3D requête Indexation de la requête (voir figure précédente) 01000111 00101101 110... 01000111 00101101 110... 01000111 00101101 110... 01000111 00101101 110... 01000111 00101101 110... 01000111 00101101 110... Résultats

+

H

o

rs

-l

ig

n

e

En

-l

ig

n

e

Figure 2.4 – Schéma illustrant les différentes étapes de la recherche d’objets 3D. À partir

d’un modèle d’une bibliothèque préalablement indexée et d’une requête de l’utilisateur aussi indexée, une comparaison des descriptions de forme est faite afin de donner une distance entre les deux modèles 3D. Pour donner une liste de résultats à l’utilisateur, la comparaison de la requête est faite avec chaque objet de la base de données.

En plus du découpage en deux phases, défini précédemment, il est possible de regrou- per les étapes d’indexation et de recherche en deux temps. En effet, certains traitements peuvent être effectués au préalable, “hors-ligne”, permettant ainsi un traitement plus ra- pide des requêtes utilisateur, ou alors directement lors d’une demande, “en-ligne” :

– Traitement hors-ligne : Il est composé de toutes les étapes qu’il est nécessaire d’effectuer pour initialiser ou ajouter un objet à la base de données. Il s’agit des étapes de normalisation, de description de la forme, de codage dans la signature synthétique et du stockage. C’est, le processus d’indexation a proprement parlé, ce- lui effectué sur chaque modèle 3D. La figure 2.3 présente l’ensemble des étapes de ce traitement.

– Traitement en-ligne : Celui-ci est, quant à lui, défini par les opérations à effectuer à chaque fois que l’utilisateur interroge la base. Il s’agit, du processus de recherche qui comprend, la description de la requête, son codage dans la signature synthétique et la comparaison de celle-ci avec l’ensemble des objets 3D de la base. Il n’est pas pos- sible de le rendre “hors-ligne” car cela nécessiterait de connaître toutes les requêtes possibles, ce qui n’est pas envisageable dans le cas d’une recherche par rapport à la forme. En revanche, dans une recherche par mots-clés, il serait plus aisé de rendre cette étape, en partie, “hors-ligne”. Les étapes de ce traitement sont présentées dans la figure 2.4.