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École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours : Carlos Vàzquez


PLAN DE COURS

Été 2023
MTI812 : Systèmes vidéo immersifs : principes et applications (3 crédits)





Préalables
Aucun préalable requis




Descriptif du cours

Ce cours vise a` introduire les concepts, me´thodes et applications ne´cessaires au de´veloppement de syste`mes de communications visuelles 3D immersives.

Au terme de ce cours, l'étudiant ou ou l'étudiante sera en mesure d’expliquer les principes de base de la perception de la profondeur et leurs applications au de´veloppement des syste`mes de communications visuelles 3D et immersives, de de´crire le fonctionnement de ces syste`mes, de les analyser et e´valuer de fac¸on critique, d’expliquer et utiliser les algorithmes et me´thodes de traitement du contenu visuel 3D ste´re´oscopique et immersif, de concevoir et imple´menter des composantes des syste`mes de communications visuelles 3D ste´re´oscopiques pour diffe´rents champs d’applications : re´alite´ augmente´e, Vide´o 360, TV-3D.

Les sujets aborde´s sont les suivants : principes de la perception humaine de la profondeur, indices de profondeur monoculaires, oculomoteurs et binoculaires; ge´ome´trie 3D; technologies d’acquisition et d’affichage de l’information visuelle 3D; identification de l’environnement; formats pour la repre´sentation et le stockage d’images et vide´os 3D; standards de codage d’images et vide´os 3D et immersif; production de cartes de profondeur; traitement pour l’ame´lioration de la perception de la profondeur; synthe`se d’images pour l’affichage ste´re´oscopique; composition en 3D; e´valuation de la qualite´ de la perception de profondeur et du confort de visionnement; applications avance´es : par exemple, vide´o 360, re´alite´ augmente´e, te´le´vision et cine´ma 3D, conversion 2D-3D.




Objectifs du cours

Ce cours vise à introduire les concepts et techniques pour la conception et utilisation des systèmes d'acquisition, traitement, analyse et affichage de la vidéo immersive 3D.

Le cours couvrira : principes de la perception humaine de la profondeur, indices de profondeur monoculaires, oculomoteurs et binoculaires; géométrie 3D; technologies d’acquisition et d’affichage de l’information visuelle 3D; formats pour la représentation et le stockage de l’image et la vidéo 3D; standards de codage d’images et vidéo 3D; production de cartes de profondeur; traitement pour l’amélioration de la perception de l’effet 3D sur les images; synthèse d’images pour l’affichage stéréoscopique à partir d’images; évaluation de la qualité de la perception de profondeur; et des applications avancées : par exemple, télévision et cinéma 3D, conversion 2D-3D.

Objectifs

À la fin de ce cours, les étudiants seront en mesure de :

  • Connaitre les principes de base de la perception de la profondeur et leur application au développement des systèmes de communications visuelles 3D stéréoscopiques.
  • Comprendre le fonctionnement des systèmes de communication visuelle 3D stéréoscopiques immersifs.
  • Analyser et évaluer de façon critique les systèmes de communications visuelles 3D stéréoscopiques immersifs.
  • Connaitre les algorithmes et méthodes de traitement du contenu visuel 3D stéréoscopique immersif.
  • Développer des systèmes de communications visuelles 3D stéréoscopiques immersifs pour différents champs d’applications.



Stratégies pédagogiques

Le cours se donne sous forme magistrale (3 heures par semaine)




Utilisation d’appareils électroniques

Lors de l'enseignement magistral, l'utilisation d'appareils électroniques (téléphones, ordinateurs, tablettes, etc.) devrait se limiter à ce qui est utile pour les fins du cours. 

Aucun enregistrement (photographie, film ou audio) ne sera toléré.




Horaire
Groupe Jour Heure Activité
01 Mercredi 13:30 - 17:00 Activité de cours



Coordonnées de l’enseignant
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Carlos Vàzquez Activité de cours Carlos.Vazquez@etsmtl.ca A-4472



Cours

Description des sujets

  1. Introduction et principes fondamentaux de la perception de profondeur (3 h)
  2. Modèle d’acquisition de l’information visuelle (3h)
  3. Technologies de représentation de l'information 3D (3 h) 
  4. Techniques de visualisation (3 h) 
  5. Analyse d’images et vidéos multivues (6 h) 
  6. Synthèse d'images (6h) 
  7. Codage de contenu immersif 3D (6 h) 
  8. Applications et évaluation de la qualité (6 h) 
  9. Sujets avancés en communication visuelle immersive (3h)

Note : Le nombre d'heures et l'ordre des sujets sont donnés seulement à titre indicatif et pourraient changer au cours de la session.  




Laboratoires et travaux pratiques

Projet de recherche sur les systèmes visuels 3D.

  • Revisions d'articles récents sur les systèmes immersifs 3D et leurs applications.
  • Comparaison des méthodes d'acquisition et affichage de l'information visuelle.
  • Artefacts en vision 3D et immersive.
  • Traitement de l'information multivue. 
Projet de recherche 40 % (du cours)
Proposition (sujet et table de matières) 10 %, cours 3
Revue de littérature 30 %, cours 7
Présentation orale 25 %, cours 13
Rapport écrit 35 %, une semaine après

Travaux pratiques

TP1 : Calibration multivue. Cours 4, 15%

TP2 : Estimation de profondeur. Cours 8, 15%

TP3 : Codage mutivue. Cours 12, 15% 

 




Évaluation
  • Travail de recherche écrit sur les systèmes vidéo immersifs 3D : 40 %
  • Devoirs (3) sur les sujets vus dans le cours : 
    • Affichage - 5 %, cours 5
    • Synthèse d'images (DIBR) - 5 %, cours 8
    • Évaluation de la qualité visuelle - 5 %, cours 11
  • Travaux pratiques (3) sur les sujets vus dans le cours :
    • TP sur la calibration  : 15 %
    • TP sur l’estimation de profondeur : 15% 
    • TP sur le codage : 15 %



Politique de retard des travaux
Tout travail (devoir pratique, rapport de laboratoire, rapport de projet, etc.) remis en retard sans motif valable, c’est-à-dire autre que ceux mentionnés dans le Règlement des études (1er cycle, article 7.2.7 b / cycles supérieurs, article 6.5.4 b) se verra attribuer la note zéro, à moins que d’autres dispositions ne soient communiquées par écrit par l’enseignant dans les consignes de chaque travail à remettre ou dans le plan de cours pour l’ensemble des travaux.

Dispositions additionnelles

Les dates de remise des travaux doivent être respectées. Une pénalité de 20 % par jour de retard sera applicable aux travaux qui ne sont pas remis à temps.




Absence à un examen
Dans les cinq (5) jours ouvrables suivant la tenue de son examen, l’étudiant devra justifier son absence d’un examen durant le trimestre auprès de la coordonnatrice – Affaires départementales qui en référera au directeur de département. Pour un examen final, l’étudiant devra justifier son absence auprès du Bureau du registraire. Toute absence non justifiée par un motif majeur (maladie certifiée par un billet de médecin, décès d’un parent immédiat ou autre) à un examen entraînera l’attribution de la note (0).



Infractions de nature académique
Les clauses du « Règlement sur les infractions de nature académique de l’ÉTS » s’appliquent dans ce cours ainsi que dans tous les cours du département. Les étudiants doivent consulter le Règlement sur les infractions de nature académique (https://www.etsmtl.ca/docs/ETS/Gouvernance/Secretariat-general/Cadre-reglementaire/Documents/Infractions-nature-academique ) pour identifier les actes considérés comme étant des infractions de nature académique ainsi que prendre connaissance des sanctions prévues à cet effet.  À l’ÉTS, le respect de la propriété intellectuelle est une valeur essentielle et les étudiants sont invités à consulter la page Citer, pas plagier ! (https://www.etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Citer-pas-plagier).



Documentation obligatoire

 

 




Ouvrages de références

Références

  • Immersive Video Technologies, 1st Edition - September 29, 2022

  • Virtual Reality and Light Field Immersive Video Technologies for Real-World Applications (Computing and Networks), disponible à la bibliothèque

  • 3D Imaging, Analysis and Applications par Pears Nick, Liu, Yonghuai, and Bunting, Peter (2012)
  • 3D-TV System with Depth-Image-Based Rendering par Ce Zhu, Yin Zhao, Lu Yu, and Masayuki Tanimoto eds. (2012)
  • 3D Video Technologies : An Overview of Research Trends par Levent Onural (2011)
  • 3D Movie Making: Stereoscopic Digital Cinema from Script to Screen par Bernard Mendiburu (2009)
  • A. Kondoz and T. Dagiuklas, Novel 3D Media Technologies. New York, NY: Springer New York, 2015.
  • R. Hartley and A. Zisserman, Multiple View Geometry in Computer Vision. Cambridge University Press, 2004.
  • L. Lucas, C. Loscos, and Y. Remion, Vide´o 3D : capture, traitement et diffusion. Herme`s science, 2013.



Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

Moodle : https://ena.etsmtl.ca/