Ce stage a eu lieu à l'ENST, l'Ecole Nationale Supérieure des télécommunication au sein du département TSI (Traitement du Signal et des Images) sous la direction de Francis Schmitt.
L'ENST est une école de renommée nationale qui couvre l'ensemble des sciences et techniques de l'information et des télécommunications: communications, électronique, signaux et images, informatique, réseaux et économie des télécommunications. Environ 1300 personnes composent l'effectif de l'ENST dont près d'un millier d'élèves et 144 enseignants-chercheurs.
Cette école est également une école doctorale qui dispense donc des cours de DEA et acceuille des thésards. La recherche est très devellopée, avec des partenariats prestigieux comme le CNRS.
L'ENST possède quatre départements de recherche :
Ce stage a lieu au sein du département TSI qui a pour principales missions l'enseignement (initial et continu), la recherche (académique et contractuelle), et la formation par la recherche dans les domaines du traitement du signal et des images et de l'application du traitement du signal et des images dans divers contextes de la société de l'information dont les télécommunications.
Le département est composé de plusieurs groupes de travail, dont le groupe ``Traitement et Interprétation des images'' auquel nous serons rattachés.
Notre stage prend part dans un projet européen, ACOHIR (Accurate COlour HIght Resolution Recording and Reproduction of 3D Object), inité il y a une trentaine de mois et dont le but est le dévellopement d'un système d'acquisition et de visualisation d'objet 3D à haute résolution et avec une reproduction précise des couleurs.
Francis Schmitt a la responsabilité de l'étude ``Numérisation et modélisation d'objet et de scènes 3D'' qui participe, par ses recherches, au projet ACOHIR.
Le stage lui-même porte sur les logiciels qui composent toutes les étapes de la prise de vue jusqu'à la reconstruction et la visualisation d'objet 3D. Les objets que nous avons reconstruits sont issus de musées, partenaires dans le projet ACOHIR et du LRMF [1], Laboratoire de Recherche des Musées de France ou les acquisitions auront lieu.
Le stage est inclus dans un projet de recherche ce qui à quelques conséquences:
Nous avons toucher à toutes les étapes d'une reconstruction d'objet, même aux prises de vues puisque nous nous sommes rendu par deux fois au sein du LRMF, situé au Louvre, pour y acquérir des objets, une statue, certainement d'origine hindoue (tout ce que nous saurons d'elle, c'est son identifiant) et une petite statue africaine de Côte d'Ivoire (anyi). Les bases de données acquises lors de ces deux scéances ont été utilisées durant tout le stage.
Il y a trois grandes étapes dans la reconstruction 3D d'un objet:
Tous les logiciels de ce projet avaient déjà été implementés lors de notre arrivée. C'est pour cette raison qu'il y a eu peu de nouveautés apportées au projet mais surtout des corrections ou améliorations. De nouvelles méthodes ou techniques ont tout de même été implementées et intégrées dans les logiciels existants. De plus, l'amélioration des programmes existants s'est traduite, pour les programmes importants, par leur reprise entière.
Il manquait également quelques programmes mineurs dans le projet, et dont l'absence ne facilitait pas le mode opératoire, déjà fastidieux. Ces programmes ont été implémentés.
La méthode de travail a été définie peu après notre arrivée. L'occasion de réaliser une première acquisition d'images au LRMF s'est rapidement présentée. Cette acquisition à eu de l'importance car elle était la première du genre pour le projet et a permis de travailler avec des images prises avec du trés bon matèriel, donc de très haute résolution, permettant de tester les programmes sur ce type d'images. La méthode de travail à donc consistée à suivre toutes les étapes de la reconstruction d'un objet 3D, jusqu'à la visualisation, en découvrant chaque logiciel les uns après les autres par leur application sur la nouvelle base de données.
Le but de cette méthode a été dans un premier temps de pouvoir nous faire découvrir tous les programmes, leurs sources, leurs besoins, leurs fonctionnements et leurs résultats, en travaillant avec les images réduites (380x251 soit au 1/8ème) des images acquises au Louvre. Dans un deuxième temps, d'appliquer les programmes aux images avec leur taille réelles (3008x2040) en réalisant les adaptations nécessaires à leur gestion.
La ``découverte'' de chaque programme a inclu leur nettoyage, leur documentation, la refonte des entrées sorties et parfois même leur reprise entière, sans compter évidément des améliorations. Les bibliothèques utilisées par ces logiciels sont également concernées. Si le fond est souvent correct, la forme laisse en effet souvent à desirer et c'est pourquoi cette phase s'est étendue sur presque tout le stage, la première reconstruction avec grandes images et une résolution correcte ne s'effectuant que début décembre. Il faut noter que certains programmes subiront des adaptations jusqu'à la fin du stage et même début janvier en ce qui concerne le visualisateur d'octree, auquel il a été rajouté beaucoup de traitements et qui à été considérablement accéléré.
Les nouveautés apportées au projet concernent surtout les traitements d'image. Nous avons travaillé avec trois types d'image, les images pour effectuer la calibration géométrique, les images pour la texture de l'objet et les images silhouettes de l'objet. Chaque type d'image nécéssitait des traitements particuliers, qui variaient en fonction de leur qualité, dépendant des conditions d'acquisition. De plus, une convertion a toujours été nécessaire sur les images acquises au LRMF, qui ne sont pas dans un format exploitable directement. Les images de la première acquisition au Louvre nous ont obligé à develloper des filtres correcteurs, car elles n'étaient pas de bonne qualitée. Enfin, l'absolue nécéssité d'avoir une meilleure gestion de la mémoire nous a fait dévelloper format d'images binaires plus économique.
Les derniers momments du stage ont été occupés par l'intégration, dans le logiciel de reconstruction d'une deuxième séquence. Il faut dire que la méthode utilisée atteint facilement ses limites, le but est donc de reconstruire l'objet à partir de deux séquences d'images, prises avec des angles différents, pour essayer de modéliser le mieux possible l'objet. Malheureusement, il n'a pas été possible d'atteindre cet objectif, de nouveau problèmes techniques ayant apparus et le temps manquant. Néanmoins, cette question est devenu le problême prioritaire après notre départ.
Quels ont été nos principaux apports à ce projet ? Au niveau technique, des erreurs ont été corrigées, le code a été nettoyé et des améliorations importantes ont été apportées:
Sur un autre plan, nous avons apporté deux choses de très haute importance et qui étaient totalement inexistantes, une vraie gestion de projet et une documentation. La gestion de projet avec la création de versions, d'une véritable hiérarchie de projet, de la suppression (de la hiérarchie uniquement) des programmes inutiles. La documentation, qui n'existait tout simplement pas, renseignant sur l'ordre des programmes, leur fonctionnements et leurs entrées sorties.
De notre coté, ce stage nous a permis de découvrir le monde de la recherche, dans un cadre différent que celui du LRDE, avec son ambiance et son cadre de travail, ses problèmes, en ce qui nous concerne le fait que les chercheurs sont loin dêtre des dévellopeurs et de manière plus anecdotique le réseau du département et ses administrateurs, et enfin les chercheurs, professeurs-enseignants, thésards, post-docs ou stagiaires, avec lesquels nous avions soit des relations de travail soit tout autres.
Nous avons également pu découvrir un très grand projet comme ACOHIR avec ses contraintes, de temps et de moyen, le récit des acquisitions au Louvre suffit à le montrer. Nous avons également apprécié de s'introduire dans les coulisses du Louvre, juste en dessous du caroussel, même si cela n'est qu'une anecdote dans ce projet.