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Reconstructing plant architecture from 3D laser scanner data

Preuksakarn C.. 2012. Montpellier : UM2, 134 p.. Thesis Ph. D. -- Science in Computer Science, Thesis Ph. D. -- Science in Computer Science.

En infographie, les modèles virtuels de plantes sont de plus en plus réalistes visuellement. Cependant, dans le contexte de la biologie et l'agronomie, l'acquisition de modèles précis de plantes réelles reste un problème majeur pour la construction de modèles quantitatifs du développement des plantes. Récemment, des scanners laser 3D permettent d'acquérir des images 3D avec pour chaque pixel une profondeur correspondant à la distance entre le scanner et la surface de l'objet visé. Cependant, une plante est généralement un ensemble important de petites surfaces sur lesquelles les méthodes classiques de reconstruction échouent. Dans cette thèse, nous présentons une méthode pour reconstruire des modèles virtuels de plantes à partir de scans laser. Mesurer des plantes avec un scanner laser produit des données avec différents niveaux de précision. Les scans sont généralement denses sur la surface des branches principales mais recouvrent avec peu de points les branches fines. Le cur de notre méthode est de créer itérativement un squelette de la structure de la plante en fonction de la densité locale de points. Pour cela, une méthode localement adaptative a été développée qui combine une phase de contraction et un algorithme de suivi de points. Nous présentons également une procédure d'évaluation quantitative pour comparer nos reconstructions avec des structures reconstruites par des experts de plantes réelles. Pour cela, nous explorons d'abord l'utilisation d'une distance d'édition entre arborescence. Finalement, nous formalisons la comparaison sous forme d'un problème d'assignation pour trouver le meilleur appariement entre deux structures et quantifier leurs différences. (Résumé d'auteur)

Mots-clés : anatomie végétale; port de la plante; bioinformatique; morphologie végétale; architecture végétale

Thématique : Méthodes mathématiques et statistiques; Anatomie et morphologie des plantes; Méthodes de relevé

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