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dc.creatorSantos, Cristiano Flores dos
dc.date.accessioned2020-07-16T03:09:08Z
dc.date.available2020-07-16T03:09:08Z
dc.date.issued2020-04-17
dc.identifier.citationSANTOS, Cristiano Flores dos. Compressão de Nuvens de Pontos Dinâmicas: Uma Abordagem Eficiente para a Etapa de Predição. 2020. 152 f. Tese (Doutorado em Ciência da Computação) – Programa de Pós-Graduação em Computação, Centro de Desenvolvimento Tecnológico, Universidade Federal de Pelotas, Pelotas, 2020.pt_BR
dc.identifier.urihttp://guaiaca.ufpel.edu.br/handle/prefix/6244
dc.description.abstractCurrently, new technologies for representing scenes with greater realism are the subject of intense research. In this context, 3D multimedia content is gaining focus and enabling applications such as tele-immersive videos, virtual, augmented and mixed reality, mapping of historical objects and architectural monuments, among other possibilities. Point clouds have attracted the attention of current research as a way of representing 3D content because of its low computational cost considering aspects such as data generation and manipulation, thus standing out against alternatives such as meshes. However, as in 2D digital videos, the volume of data generated by point clouds without compression becomes prohibitive for transmission and storage. In the video compression scenario, redundancies are explored, including spatial redundancy, called intra-frame prediction and temporal redundancy, called inter-frame. The temporal redundancy present in the videos, for example, allows the most significant gains in compression. However, characteristics inherent to the point cloud as different boundaries of the bounding boxes between temporally neighboring clouds, as well as the presence of occluded or sparse regions, makes it difficult to explore these predictions in compression. In this sense, dynamic point cloud compression, especially the intra and inter-cloud prediction stages, is an active and challenging topic, still little explored in the literature. The works found in the literature that deal with inter-cloud prediction through macroblocks, for example, explore only fixed size and/or explore only colocalized macroblocks. More recent proposals also suggest planning point clouds and using video encoders. However, with this approach, the exploration of three-dimensional space ends up being neglected in the inter-cloud prediction stage. This thesis aims to present an efficient approach to predict the compression of dynamic point clouds. The proposed solution includes a motion estimation based on macroblocks in 3D space, in addition to the ability to operate on different block size configurations, as well as a mode decision algorithm to choose the best configuration based on the relationship between bit rate and quality. The solution was implemented and evaluated following the common test conditions proposed by MPEG, which include the evaluation of five dynamic point cloud sequences, each with approximately 300 point clouds. The rate and quality results were compared with those obtained in the anchor software for dynamic point cloud compression. The approaches developed show significant gains, both in terms of quality and in compression rate.pt_BR
dc.description.sponsorshipSem bolsapt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Pelotaspt_BR
dc.rightsOpenAccesspt_BR
dc.subjectComputaçãopt_BR
dc.subjectCompressãopt_BR
dc.subjectNuvens de pontospt_BR
dc.subjectPrediçãopt_BR
dc.subjectEstimação de movimento 3Dpt_BR
dc.subjectCompressionpt_BR
dc.subjectPoint cloudspt_BR
dc.subjectPredictionpt_BR
dc.subject3D motion estimationpt_BR
dc.titleCompressão de nuvens de pontos dinâmicas: uma abordagem eficiente para a etapa de prediçãopt_BR
dc.title.alternativeCompression of Dynamic Point Clouds: An Effi-cient Approach for the Prediction Steppt_BR
dc.typedoctoralThesispt_BR
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/0597895503932030pt_BR
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/5741927083446578pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Corrêa, Guilherme Ribeiro
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1389878856201800pt_BR
dc.contributor.advisor-co2Cruz, Luís Alberto da Silva
dc.contributor.advisor-co2Latteshttp://lattes.cnpq.br/5191705463531585pt_BR
dc.description.resumoAtualmente, novas tecnologias para representação de cenas com maior rea-lismo estão sendo alvo de intensas pesquisas. Nesse contexto, os conteúdos multi-mídia em 3D estão ganhando foco e possibilitando aplicações como vídeos tele-imersivos, realidade virtual, aumentada e mista, mapeamento de objetos históricos e monumentos arquitetônicos, entre outras. As nuvens de pontos têm atraído a atenção de pesquisas atuais como forma de representação de conteúdos 3D diante do seu baixo custo computacional considerando aspectos como geração e manipulação dos dados, destacando-se assim frente a outras alternativas, como malhas (meshes). Porém, as-sim como em vídeos digitais 2D, o volume de dados gerados por nuvem de pontos sem compressão se torna proibitivo para a sua transmissão e armazenamento. No cenário de compressão de vídeo são exploradas redundâncias, entre elas, a redundância espacial (intra), e a redundância temporal (inter). No entanto, características inerentes às nuvens de pontos, como diferentes limites das caixas delimitadoras entre nuvens temporalmente vizinhas, assim como a presença de regiões oclusas ou esparsas, tornam desafiadora a exploração dessas predições na compressão de nuvens de pontos. Nesse sentido, a compressão de nuvem de pontos dinâmica, em especial as etapas de predição intra e inter nuvens, é um tema ativo e desafiador, ainda pouco explorado na literatura. Os trabalhos encontrados na literatura que tratam da predição inter nu-vens a partir de macroblocos, exploram apenas tamanho fixo e/ou exploram somente macroblocos colocalizados. Propostas mais recentes sugerem ainda planificar as nu-vens de pontos e utilizar codificadores de vídeos. No entanto, com essa abordagem a exploração do espaço tridimensional acaba sendo desprezada na etapa de predição inter nuvens. Esta tese tem como objetivo apresentar uma abordagem eficiente para predição na compressão de nuvens de pontos dinâmicas. A solução proposta contempla uma estimação de movimento baseada em macroblocos no espaço 3D, além da capacidade de operar sobre diferentes configurações de tamanhos de blocos, as-sim como um algoritmo de decisão de modo para escolher a melhor configuração baseada na relação entre taxa de bits e qualidade. A solução foi implementada e ava-liada seguindo as condições comuns de testes propostas pelo MPEG, que contempla a avaliação de cinco sequências de nuvens de pontos dinâmicas, cada uma com aproximadamente 300 nuvens de pontos. Os resultados de taxa e qualidade foram comparados com os obtidos no software âncora para compressão de nuvem de pontos dinâmica. As abordagens desenvolvidas apresentam ganho significativo, tanto em termos de qualidade como em taxa de compressão.pt_BR
dc.publisher.departmentCentro de Desenvolvimento Tecnológicopt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Computaçãopt_BR
dc.publisher.initialsUFPelpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAOpt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.contributor.advisor1Porto, Marcelo Schiavon


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