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Publié parMorgause Bazin Modifié depuis plus de 10 années
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Plage Dynamique GIF-4105/7105 Photographie Algorithmique
Jean-François Lalonde Merci à P. Debevec et A. Efros!
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La plage dynamique
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Le monde a une haute plage dynamique!
1 1500 25,000 400,000 2,000,000,000
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Image pixel (312, 284) = 42 42 photons?
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Exposition longue 10-6 Haute plage dynamique 106 Monde Image 0 à 255
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Exposition courte 10-6 Haute plage dynamique 106 Monde Image 0 à 255
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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
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Caméra Image Lumière
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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
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log Exposition = log (radiance * Δt)
Réponse du système 255 Pixel log Exposition = log (radiance * Δt) (# photons au CCD)
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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
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Recovering High Dynamic Range Radiance Maps from Photographs
SIGGRAPH ‘97 Paul Debevec Jitendra Malik L’article que vous aurez à implémenter pour le TP5!
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Varier l’exposition Temps d’obturation F/stop (ouverture, iris)
Quel est le problème? Filtres (densité neutre)
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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
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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
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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
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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)
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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
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Résultat Kodak DCS460 1/30 à 30 sec Courbe estimée Pixel
log exposition
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Radiance
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Résultats: couleur
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Rouge Vert Bleu RGB 23
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Radiance
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Radiance Image précédente entre 0 et 255
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Et maintenant?
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Reproduction tonale Comment faire? Linéaire? Seuil? Suggestions? 10-6
Haute plage dynamique 106 Monde Image (écran, projecteur) 0 à 255
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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
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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
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Opérateur global (Reinhard et al.)
Solution toute simple: utiliser une transformée non- linéaire
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Non-linéaire En fonction des pixels les plus sombres Reinhard
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Opérateur global
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Qu’est-ce que nos yeux voient?
Vs.
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