Plage Dynamique GIF-4105/7105 Photographie Algorithmique

Présentation au sujet: "Plage Dynamique GIF-4105/7105 Photographie Algorithmique"— Transcription de la présentation:

1 Plage Dynamique GIF-4105/7105 Photographie Algorithmique
Jean-François Lalonde Merci à P. Debevec et A. Efros!

2 La plage dynamique

3 Le monde a une haute plage dynamique!
1 1500 25,000 400,000 2,000,000,000

4 Image pixel (312, 284) = 42 42 photons?

5 Exposition longue 10-6 Haute plage dynamique 106 Monde Image 0 à 255

6 Exposition courte 10-6 Haute plage dynamique 106 Monde Image 0 à 255

7 Calibrage Géométrique Photométrique
Relation entre les coordonnées en pixel et les points dans le monde Photométrique Relation entre les valeurs d’intensité des pixels et la radiance du monde

8 Caméra Image Lumière

9 analogique-numérique
Modèle radiométrique Lentille Obturateur CCD ∫ Δt radiance (W/sr/m2) irradiance au capteur exposition au capteur voltage Conversion analogique-numérique Fonction non-linéaire valeurs numériques pixels

10 log Exposition = log (radiance * Δt)
Réponse du système 255 Pixel log Exposition = log (radiance * Δt) (# photons au CCD)

11

12 La caméra n’est pas un photomètre!
Plage dynamique limitée Photographier plusieurs expositions Réponse non-linéaire On ne peut pas convertir directement en radiance Solution: Estimer la réponse non-linéaire à partir de plusieurs expositions, et convertir en radiance

13 Recovering High Dynamic Range Radiance Maps from Photographs
SIGGRAPH ‘97 Paul Debevec Jitendra Malik L’article que vous aurez à implémenter pour le TP5!

14 Varier l’exposition Temps d’obturation F/stop (ouverture, iris)
Quel est le problème? Filtres (densité neutre)

15 Temps d’obturation Ranges: Avantages: Inconvénients:
Canon D30: 30 à 1/4,000 sec. Sony VX2000: ¼ à 1/10,000 sec. Avantages: Varie l’exposition directement Facile à répéter et assez précis Inconvénients: Longues expositions peuvent avoir du bruit

16 Temps d’obturation Habituellement, à chaque “stop” on diminue la lumière d’un facteur 2 ¼, 1/8, 1/15, 1/30, 1/60, 1/125, 1/250, 1/500, 1/1000 s Sont en fait: ¼, 1/8, 1/16, 1/32, 1/64, 1/128, 1/256, 1/512, 1/1024s

17 Algorithme Série d’images Δt = 1/64 sec Δt = 1/16 sec Δt = 1/4 sec
• 1 • 1 • 1 • 1 • 1 • 2 • 2 • 2 • 2 • 2 • 3 • 3 • 3 • 3 • 3 Δt = 1/64 sec Δt = 1/16 sec Δt = 1/4 sec Δt = 1 sec Δt = 4 sec Valeur Pixel Z = f(Exposition) Exposition = Radiance × Δt log Exposition = log Radiance + log Δt

18 Réponse du système Hypothèse: radiance = 1 pour chaque pixel
Après avoir ajusté les radiances pour obtenir une courbe lisse 3 2 Pixel 1 log(exposition) log(exposition)

19 Math Notons la fonction inverse discrétisée: g(z)
Pour chaque pixel i dans une image j, nous avons: Système d’équations linéaires sur-contraint: composante pour s’assurer qu’on approxime les données composante s’assurer que la courbe soit lisse

20 Résultat Kodak DCS460 1/30 à 30 sec Courbe estimée Pixel
log exposition

21 Radiance

22 Résultats: couleur

23 Rouge Vert Bleu RGB 23

24 Radiance

25 Radiance Image précédente entre 0 et 255

26 Et maintenant?

27 Reproduction tonale Comment faire? Linéaire? Seuil? Suggestions? 10-6
Haute plage dynamique 106 Monde Image (écran, projecteur) 0 à 255

28 Linéaire Dessiner au tableau les 3 options: linéaire, pour les pixels les plus clairs, pour les plus sombres. En fonction des pixels les plus clairs En fonction des pixels les plus sombres

29 Opérateur global Déterminer une courbe qui: Donc:
Ramène le contenu du signal HDR dans une plage qui convient à un écran ou un projecteur N’augmente pas les parties sombres Donc: Asymptote à 255 Dérivée = 1 à 0

30 Opérateur global (Reinhard et al.)
Solution toute simple: utiliser une transformée non- linéaire

31 Non-linéaire En fonction des pixels les plus sombres Reinhard

32 Opérateur global

33 Qu’est-ce que nos yeux voient?
Vs.