Génération d'images à haute dynamique

Les capteurs photographiques ne sont pas capables d'acquérir correctement des images présentant de fortes variations de luminosité car ils saturent rapidement. Afin de capturer fidèlement puis de reproduire des scènes ayant une plage dynamique aussi étendue que possible, l’approche classique consiste à combiner plusieurs vues de la même scène ayant chacune une dynamique limitée, mais prises avec des temps de pose différents.
Lorsque les images sont parfaitement recalées et que la scène ne contient pas d'objet en mouvement, une analyse des différentes sources de bruit dans les capteurs photographiques permet de modéliser cette fusion comme un problème d'estimation statistique. On étudie les bornes de performance de ce problème, et on montre que l'estimateur du maximum de vraisemblance les atteint quasiment.
En pratique, les mouvements de l'appareil photo et le fait que les scènes photographiées soient généralement dynamiques empêchent de combiner les images pixel à pixel. On propose dans un premier temps d'exploiter la redondance des patchs dans les images pour estimer l'irradiance en chaque point. Cette approche permet d'obtenir une image à haute dynamique, débruitée, sans avoir à estimer précisément les décalages et le mouvement des objets entre les images de la série. Dans un deuxième temps, on montre que l'utilisation d'un capteur photographique particulier, contenant un filtre aléatoire devant chaque pixel, permettrait d'obtenir simplement des images à haute dynamique tout en s'abstrayant des ces problèmes de fusion d'images.
Ces travaux sont le fruit d'une collaboration avec Cecilia Aguerrebere, Yann Gousseau et Pablo Musé.