Nous présentons une nouvelle méthode de résolution du problème de la stéréophotométrie non calibr... more Nous présentons une nouvelle méthode de résolution du problème de la stéréophotométrie non calibrée dans le cadre lambertien, fondée sur l'hypothèse que tous les éclairages ont la même intensité, couplée à l'estimation de cette intensité. Nous montrons comment cette hypothèse permet de lever les ambiguïtés inhérentes à la linéarité du modèle lambertien, et notamment de résoudre l'ambiguïté de basrelief. Le problème devenant alors bien posé, nous proposons une méthode complète pour résoudre le problème de la stéréophotométrie non calibrée et ainsi estimer conjointement les conditions d'éclairage et le champ de normales. Nous validons notre méthode par la reconstruction 3D de visages à partir d'images réelles, et nous comparons son efficacité et sa précision aux techniques les plus récentes de la littérature.
Nous étudions le problème de la reconstruction 3D à partir d'images prises par une webcam au cour... more Nous étudions le problème de la reconstruction 3D à partir d'images prises par une webcam au cours d'une journée ensoleillée. Sachant que le flux lumineux provenant du soleil est parallèle et uniforme, et que sa direction varie au cours de la journée, il semble opportun d'utiliser la stéréophotométrie. Toutefois, le mouvement du soleil étant circonscrit à un plan, le problème est dégénéré. Nous étudions dans cet article les ambiguïtés apparaissant dans ce cas, et montrons qu'en introduisant une hypothèse sur la différentiabilité de la surface à reconstruire, le problème peut être reformulé comme un simple problème d'étiquetage binaire, puis résolu très efficacement par l'algorithme de coupure de graphe.
Nous montrons dans cet article comment résoudre la stéréophotométrie selon le principe de l'appre... more Nous montrons dans cet article comment résoudre la stéréophotométrie selon le principe de l'apprentissage. L'idée de base consiste à insérer une sphère dans la scène dont on souhaite retrouver le relief, et à recouvrir la sphère et la scène d'une même peinture. Les images de la sphère servant de données d'apprentissage, il n'est pas nécessaire de connaître la réflectance de la scène pour mettre en oeuvre la stéréophotométrie. De plus, les ombres propres sont considérées comme des données utiles. Nous montrons que l'analyse en composantes principales (ACP) permet, d'une part, d'obtenir les mêmes résultats que Hertzmann et al.
Nous étudions un dispositif de scannage 3D constitué d'un couple webcam-écran, où l'écran est uti... more Nous étudions un dispositif de scannage 3D constitué d'un couple webcam-écran, où l'écran est utilisé comme source lumineuse. Ceci permet de transformer en scanner 3D n'importe quel dispositif multimédia comprenant ces deux éléments (ordinateurs portables, smartphones, tablettes etc.). Un protocole d'étalonnage simplifié est introduit, pour lequel nous démontrons que deux prises de vue sont suffisantes. Une fois cet étalonnage géométrique effectué, nous montrons que le dispositif étudié permet d'effectuer la reconstruction 3D sans ambiguïté, grâce à la technique de stéréophotométrie.
La stéréophotométrie est une technique de scannage 3D qui consiste à prendre plusieurs photograph... more La stéréophotométrie est une technique de scannage 3D qui consiste à prendre plusieurs photographies d'un objet sous le même angle, mais sous différents éclairages. Lorsque les éclairages sont inconnus, le problème se complique et sa résolution nécessite de faire plusieurs hypothèses, dont deux sont communes à toutes les méthodes existantes : l'hypothèse lambertienne et la contrainte d'intégrabilité. Nous proposons d'effectuer des prétraitements sur les images, afin de limiter l'influence d'éventuels écarts à ces hypothèses. Nous préconisons pour ce faire de retirer les pixels suspects. Nous validons ces améliorations sur un jeu d'images réelles de visages accessibles sur Internet.
Twelfth International Conference on Quality Control by Artificial Vision 2015, 2015
Among the possible sources of error in 3D-reconstruction using the photometric stereo technique, ... more Among the possible sources of error in 3D-reconstruction using the photometric stereo technique, lighting modelling is often neglected, though it can create a dramatic large-scale bias. In this paper, after recalling the physical definition of a primary Lambertian source (isotropic lightings), we show how to derive a lighting model for several real-world scenarios, including directional lightings, nearby sources and extended planar illuminants. Finally, we show how to calibrate general spatially-varying lightings within a plane, in the case where explicitely modelling the lightings would be tedious.
We tackle the problem of perspective 3D-reconstruction of Lambertian surfaces through photometric... more We tackle the problem of perspective 3D-reconstruction of Lambertian surfaces through photometric stereo, in the presence of outliers to Lambert's law, depth discontinuities, and unknown spatiallyvarying lightings. To this purpose, we introduce a robust L 1 -TV variational formulation of the recovery problem where the shape itself is the main unknown, which naturally enforces integrability and permits to avoid integrating the normal field.
Nous présentons une méthode robuste de résolution du problème de la stéréophotométrie non calibré... more Nous présentons une méthode robuste de résolution du problème de la stéréophotométrie non calibrée dans le cadre lambertien, en présence d'écarts à ce modèle tels que les ombres ou les taches spéculaires. Nous montrons d'abord comment détecter de tels écarts afin d'estimer de façon plus précise les paramètres caractéristiques des sources lumineuses, qui sont supposées de même intensité afin de lever l'ambiguïté de bas-relief généralisée inhérente au problème. Nous montrons ensuite comment estimer la normale et l'albédo en chaque point en prenant en compte les écarts au modèle, ce qui est facilité par l'estimation précise des éclairages. Nous validons notre méthode qualitativement et quantativement par la reconstruction 3D d'objets synthétiques et réels, et nous comparons son efficacité et sa précision aux meilleures méthodes actuelles.
In this paper we propose a new method to solve the problem of uncalibrated photometric stereo, ma... more In this paper we propose a new method to solve the problem of uncalibrated photometric stereo, making very weak assumptions on the properties of the scene to be reconstructed. Our goal is to solve the generalized bas-relief ambiguity (GBR) by performing a total variation regularization of both the estimated normal field and albedo. Unlike most of the previous attempts to solve this ambiguity, our approach does not rely on any prior information about the shape or the albedo, apart from its piecewise smoothness. We test our method on real images and obtain results comparable to the state-of-the-art algorithms.
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Papers by Yvain Quéau