3-D object mesh geometry compression with vector quantization

Abstract

ÖZET 3-B NESNE BELGİLERİNİN VEKTÖR NİCEMLEME YÖNTEMLERİ İLE SIKIŞTIRILMASI 90'k yılların başından beri 3-B (3 Boyutlu) nesne bilgilerinin internet üzerinden erişimi, özelikle son kullanıcılar için, oldukça ilgi çekici hale gelmiştir. Bu gelişmelere paralel olarak 3-B nesnelerin kullanım alanları da genişlemiştir. Bu ilerlemenin sonucunda da 3-B nesnelerin görüntülenmesi için bazı standartlar geüştirilmiştir. Bunların en önde gelenleri VRML (Virtual Reality Modeling Language) ve MPEG-4 (Motion Pictures Expert Group-4) olarak belirtilebilir. 3-B nesneler çok değişik metotlar ile sunulabilir. Bunlardan biri de ağ yöntemi ile sunumdur. Çalışmamız da 3-B nesneleri görüntülemek amacıyla bahsi geçen sunum metodu kullanılmıştır. Projemizin temel amacı VRML standardı ile belirtilen nesne bilgisinin, birçok metodun bir araya getirilmesinden elde edilen yeni bir algoritma ile sıkıştmlmasıdır. Bu algoritmanın bir diğer önemli özelliği de çokgen ağ yapılarında da çalışabilir olmasıdır. Geliştirdiğimiz algoritma birçok yapıyı içermektedir. Kullanılan ağ yöntemi ile sunum tekil çözünürlüklü bir yapı olduğundan, ağ üzerinde yer alan her bir yüzün birbirleri ile ilişkisini içeren bağlanırlık kodlaması, algoritmamızın ilk temel kısmım oluşturur. Gerçek amacımız yeni bir bağlanırlık algoritması geliştirmek olmadığı için [lj'deki metot kullanılmış ve bu yapıya baza değişiklikler eklenerek kendi kullanım amacımıza daha uygun bir hal kazandırılmıştır. Diğer temel kısım ki asıl ilgi alanımız, geometri kodlamasıdır. Burada ağ üzerindeki noktaların nicemlenmesi ile kayıplı bir kodlama yapılmaktadır. Bu alanda yapılan çalışmalar oldukça kısıtlıdır. Bugüne kadar yaptığımız araştırmalarda sadece iki çalışmanın bizim yaptığımız proje ile benzerlik gösterdiğini söyleyebiliriz ([2,4]). Kullandığımız algoritmalar LBG ve ECVQ ismiyle anılmaktadır.

IV ABSTRACT 3-D OBJECT MESH GEOMETRY COMPRESSION WITH VECTOR QUANTIZATION Since the beginning of the 90's, transmission of 3-D (Three Dimension) object models over fee Internet and their presentation to the end users have attracted considerable interest and attention The interest has especially influenced specific areas such as production, military industries, computer aided design and entertainment. That is why, the visualization of 3-D objects is frequently used in these areas. As a result of the trend, some standards such as VRML (Virtual Reality Modeling Language) and MPEG4 (Motion Pictures Expert Group-4) were developed for polygonal mesh coding and display. Our study includes the development of the new combined method for compressing the 3-D object data with high compression rate. In this study, fee objective is to develop a new combined method for efficient compression of classical 3-D object mesh representation. This can be realized in two primary steps: Connectivity coding and data (geometry) compression We implemented an existent connectivity coding algorithm by improving certain parts of it and applied powerful quantization methods for geometry compression. Specifically, in order to realize fee first step, [1] has been employed with some modifications that reduce complexity of algorithm. For fee second step, vector quantization methods have been used to compress fee vertex coordinate. Vector quantization has been used in [2], but we employed different vector quantization method, namely ECVQ (Entropy-Constrained Vector Quantization). The results show feat ECVQ can be applied on the 3-D object representation data and it provides us wife higher performance than LBG (Linde-Buzo-Gray).