Estimation de la réflectance de matériaux d'une scène urbaine : modélisation et méthode d'inversion - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Revue Française de Photogrammétrie et de Télédétection Année : 2011

Estimation de la réflectance de matériaux d'une scène urbaine : modélisation et méthode d'inversion

Résumé

Urban terrestrial images are widely available to web users, mainly in urban areas, through immersion services such as Google Street View. In order to enhance the visualization of these images and provide their information in a comparable way, radiometric corrections must be performed to free them from illumination conditions at the time of acquisition. The modelization of the radiance hitting the sensor must take into account both atmospheric scattering and objects interreflections, which can be of high importance in urban images with high spatial resolution. In that work, the radiance is simulated by a ray-tracing algorithm, which is validated on simple scenes. Then, given the simultaneously acquired 3D geometric model of the scene with lidar or vision techniques, we face an inverse rendering problem where the illumination and the geometry of the scene are known and the reflectance of the scene is to be estimated. The proposed method uses a symbolic ray-tracing rendering to generate parametric images, for quick evaluation and comparison with the acquired images. The method is then based on an iterative estimation of the reflectance parameters of the materials, using a single symbolic rendering processing. The results on synthetic scenes are promising with linear BRDF models, and the limitations of the proposed approach with more general BRDF models that are non-linear with respect to their parameters are discussed.
De nombreuses images terrestres géoréférencées sont accessibles sur Internet, via des services d'immersion, tels que Google Street View. Afin d'améliorer la lisibilité de ces images et permettre la juxtaposition et la comparaison de l'information qu'elles contiennent, il est nécessaire de mettre en oeuvre des corrections radiométriques afin de s'affranchir des conditions d'illumination au moment de l'acquisition. Pour cela, la modélisation de la luminance reçue par le capteur doit prendre en compte la diffusion atmosphérique et les réflexions multiples entre objets de la scène, qui peuvent être importantes dans le cadre de l'imagerie terrestre urbaine à très haute résolution spatiale. Dans ce but, un simulateur de luminance au niveau du capteur, basé sur le lancer de rayons, a été développé et validé sur des scènes simples. Le problème inverse à résoudre est alors l'estimation de la réflectance des matériaux de la scène connaissant la géométrie de la scène, donnée par un modèle 3D acquis simultanément aux images. La méthode proposée repose sur un algorithme de lancer de rayons formel, qui génère des images paramétriques formelles pouvant être par la suite rapidement évaluées et comparées aux images réelles acquises. Son principe consiste alors en une estimation itérative des paramètres de réflectance, en n'utilisant qu'une seule simulation (formelle) par image. Les résultats, obtenus sur des scènes synthétiques, sont très encourageants dans le cas d'un modèle de BRDF linéaire à noyaux non paramétrés. Les difficultés et limites lors de l'utilisation d'un modèle non-linéaire de BRDF sont ensuite discutées.
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hal-01883044 , version 1 (03-10-2018)

Identifiants

  • HAL Id : hal-01883044 , version 1

Citer

Fabien Coubard, Mathieu Brédif, Xavier Briottet, Nicolas Paparoditis. Estimation de la réflectance de matériaux d'une scène urbaine : modélisation et méthode d'inversion. Revue Française de Photogrammétrie et de Télédétection, 2011, 2 (194), pp.25-35. ⟨hal-01883044⟩

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