IV. Plan de la thèse
4. L’adaptation de données 3D
5.9. Un modèle pour l’extensibilité des descripteurs
Tout au long de l’exposé des caractéristiques du modèle 3DSEAM, nous avons insisté sur le fait que le modèle doit être facilement extensible pour répondre aux besoins du plus grand nombre. Ce que nous défendons avec ce modèle, c’est la possibilité d’offrir un moyen de caractérisation et d’analyse des données 3D sous tous leurs aspects.
Figure 5.19 Vue partielle du modèle avec les classes à liste de descripteurs évolutive en pointillés.
Les descripteurs que nous avons retenus dans cette version du modèle couvrent un ensemble minimal de propriétés pour chaque dimension du contenu 3D que nous avons identifiée. Cependant, dans la mesure où certains utilisateurs voudraient ajouter leurs propres caractéristiques, nous avons décidé de donner la possibilité d’étendre la liste des propriétés
pour chacune des catégories visées (géométrie, topologie, apparence, profil média,
sémantique). Dans la Figure 5.19, nous présentons une vue partielle du modèle qui reprend les principales classes du modèle, celles dont la liste de descripteurs peut varier en fonction des besoins applicatifs (encadrées de traits en pointillés).
Afin de maîtriser le processus d’extensibilité sans limiter les libertés en termes d’annotations, nous proposons un modèle de descripteurs utilisés pour la caractérisation des différentes dimensions d’une donnée 3D. Ce modèle recueille les intitulés de la totalité des propriétés et relations utilisées pour décrire les différentes dimensions d’une donnée 3D.
La Figure 5.20 présente le diagramme UML du modèle des descripteurs de 3DSEAM. Ce modèle décrit l’ensemble des propriétés et relations utilisées afin de décrire individuellement chaque partie potentiellement extensible du modèle 3DSEAM. Ainsi, on retrouve la classe DimensionDescription qui correspond à la description d’une dimension du contenu. Elle est déclinée en cinq sous-classes, chacune d’entre elles étant dédiée à une partie extensible du modèle : de gauche à droite, GeometryDescription, AppearanceDescription, MediaProfileDescription, SemanticDescription, TopologicalDescription.
Figure 5.20 Modèle de descripteurs 3DSEAM.
La classe de description d’une dimension du contenu regroupe un ensemble de descripteurs de propriétés (PropertyDescriptorDef) et d’éventuelles relations (RelationDescriptorDef). Ce regroupement est réalisé à l’aide de relations qui sont ensuite déclinées au niveau de chacune des dimensions traitées.
La définition des descripteurs est spécialisée pour chaque catégorie en spécifiant en autant de sous-classes, la classe PropertyDescriptorDef. Nous mentionnons que la dimension topologique ne contient pas de descripteurs de propriétés car au niveau de cette dimension nous considérons uniquement des relations topologiques. La dimension sémantique, en plus d’un ensemble de descripteur de propriétés et de relations, accueille également la liste des profils sémantiques instanciés au sein du modèle.
Figure 5.21 Lien entre les propriétés de classe du modèle 3DSEAM et le modèle de descripteurs.
Avant de détailler la définition d’un descripteur nous présentons dans la Figure 5.21 le lien qui existe entre les instances du modèle 3DSEAM et les instances du modèle de descripteurs en considérant comme exemple la classe Apparence. La classe Apparence est caractérisée par un ensemble de propriétés d’apparence (AppearanceProperty) dont la définition de chacune (AppearanceDescriptionDef) est répertoriée dans le modèle de descripteurs. Ainsi, lorsque l’on s’intéresse par exemple à la couleur dominante de la Tour Eiffel, sa définition est disponible dans l’instance dominantColorDef de la classe AppearanceDescriptorDef du modèle de descripteurs.
Généralement, la définition d’un descripteur comporte le nom de la propriété ou de la relation qu’il représente, le type de valeurs supportées, une description textuelle qui présente sa nature et son utilité, et un lien avec une ontologie dans laquelle la propriété est définie (à travers l’utilisation des espaces de noms). Ces deux dernières informations peuvent virtuellement servir à mettre en place des processus d’inférence automatique si la plate-forme implémentant le modèle met en œuvre des systèmes d’interprétation et d’évaluation de propriétés de manière automatique. Le rattachement sémantique des propriétés à une ontologie permet aux machines d’interpréter par elles-mêmes le sens des données saisies. Ceci va dans le sens des efforts de la communauté du Web sémantique pour une automatisation du traitement de l’information. Lorsque l’on définit une propriété dont la valeur n’est pas atomique, il est possible de décrire les sous-propriétés comme précédemment. Pour les propriétés complexes dont on ne définit pas les sous-propriétés, il est impossible de les référencer directement au sein du modèle.
La définition d’un descripteur de relation suit les mêmes règles que celles spécifiées pour une propriété à l’exception du fait que le type de la valeur est remplacé par un attribut indiquant une classe du modèle 3DSEAM. En effet, lorsque l’on définit une relation topologique on indique le nom de la relation et l’objet auquel se rapporte l’objet source. Cette information indiquant le type d’instance qui rentre dans la relation est importante pour pouvoir ensuite exploiter cette connaissance lorsque l’on veut naviguer au sein du modèle en s’appuyant sur les relations (topologiques ou sémantiques) définies entre objets.
(a) (b)
Figure 5.22 Définition d’un descripteur propriété (a) et d’un descripteur relation (b).
Dans la Figure 5.22, nous illustrons la définition d’un descripteur sémantique (gpsCoordDescriptor) et d’un descripteur de relation topologique (containsRelDescriptor). Le descripteur sémantique gpsCoordDescriptor correspond à une propriété nommée gpsCoord dont le type de valeur associé est un type structuré, car la propriété contient deux sous-propriétés (latitude et longitude) dont nous présentons également la définition. Ces propriétés sont toutes définies par rapport aux termes de l’ontologie http://lig.imag.fr/ Ontos/Geospatial. En ce qui concerne le descripteur topologique, en plus du nom (contains) de l’ontologie de référence (http://lig.imag.fr/Ontos/Topology/ 3D#contains), du type de valeur (une liste de chaîne de caractères retenant les identifiants des instances associées) et de sa définition, on indique aussi le type d’instances qui lui est associé (_3dseam::MMFragment).
Initialement, le modèle de descripteurs contient l’ensemble des descripteurs de base que nous avons proposé tout au long de ce chapitre dans les différentes sections. Cependant, le modèle de descripteurs évolue dans le temps, de paire avec les nouvelles propriétés, descripteurs ou relations saisies lors du processus d’instanciation du modèle 3DSEAM.
Lorsque les annotations saisies par l’utilisateur introduisent de nouvelles propriétés, non saisies auparavant dans le modèle, ou bien lorsque de nouveaux descripteurs géométriques sont renseignés pour la géométrie d’une forme, le modèle de descripteurs de 3DSEAM doit être mis à jour en concordance. L’évolutivité du modèle de descripteurs est du ressort de l’application qui est responsable du stockage des nouvelles connaissances au sein de l’entrepôt construit au-dessus du modèle.
Cette évolution, en parallèle des annotations et du modèle de descripteurs, est
fondamentale pour une utilisation efficace du modèle, notamment en ce qui concerne le
traitement des données (réutilisation, adaptation, recherche) au moyen de requêtes dont les critères sont construits sur les caractéristiques retenues dans les instances du modèle. Le modèle de descripteurs constitue le miroir de la structure des instances du modèle 3DSEAM. Il offre à l’utilisateur une vue générique de l’ensemble des propriétés et des relations stockées à travers l’ensemble des instances dans les diverses catégories d’information que nous avons retenues dans le modèle. Ainsi, la variabilité du modèle est contrôlée sans entraver la manière dont un utilisateur souhaite décrire telle ou telle dimension du modèle.
5.10. Synthèse
Dans ce chapitre nous avons présenté un modèle de description qui couvre l’ensemble des dimensions d’une donnée 3D. Les informations concernant la géométrie, l’apparence, la topologie, la sémantique et le profil média d’une donnée, sont matérialisées à travers les instances de classes homonymes.
Le modèle est organisé en trois parties :
• la partie sémantique – qui couvrent la sémantique locale et la sémantique générale,
• la partie entité du monde – qui fait le lien entre les entités du monde réel et leurs
matérialisations dans les documents multimédia en tant que données 3D,
• la partie fragment multimédia – qui introduit les caractéristiques géométriques,
topologiques, d’apparence et média des données 3D.
Ce découplage permet aux instances de chaque partie d’évoluer indépendamment, sans que cela affecte les autres instances du modèle. Par exemple, lorsque l’on modifie la sémantique associée à une entité, il n’est pas nécessaire d’en informer chaque fragment multimédia lui étant associé.
Par rapport aux travaux relatifs à la sémantique dans les scènes 3D que nous avons présenté dans l’état de l’art, le modèle 3DSEAM se propose comme une solution générique qui ne dépend pas d’un domaine d’application spécifique. Plus précisément, les propositions que nous avons étudiées peuvent reposer sur le modèle 3DSEAM pour la représentation de la sémantique. Les propriétés sémantiques auxquelles les différentes applications s’intéressent peuvent constituer des profils sémantiques rattachés aux entités pertinentes pour chaque application particulière.
Notre proposition, à la différence de celles que nous avons présentées dans l’état de l’art, couvre l’ensemble des caractéristiques d’une donnée 3D : sa géométrie, son apparence, sa topologie, son profil média, sa sémantique générale.
Par rapport à des solutions génériques de description telle que RDF, MPEG-7, notre solution propose une organisation des informations autour des principales catégories d’information caractérisant une donnée 3D. Cette organisation vise la réutilisation de la
sémantique en découplant le contenu et les informations sémantiques les caractérisant. RDF et/ou MPEG-7 sont considérés comme des modalités de représentation des instances de 3DSEAM.
Afin de conférer une large capacité de prise en compte des domaines d’application divers et variés et de supporter l’évolutivité de 3DSEAM, nous avons proposé un modèle de descripteurs associé au modèle 3DSEAM. Ce modèle de descripteurs contient l’ensemble des descripteurs qui sert à caractériser les instances de 3DSEAM.
Après avoir décrit le modèle 3DSEAM et les principes qui assurent son évolutivité sans entraver les principales activités autour du modèle (ajout d’information, interrogation et stockage), dans le chapitre suivant, nous présentons les principales fonctionnalités et une architecture générique pour une plate-forme qui se propose comme une solution pour la gestion du modèle 3DSEAM. Cette plate-forme gère l’évolutivité du modèle 3DSEAM en séparant les fonctionnalités de gestion des représentations spécifiques d’instances du modèle.