Uncalibrated photometric stereo in presence of outliers to the Lambert’s law

Abstract

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 present a robust method for solving the uncalibrated photometric stereo problem in the Lambertian framework, in presence of outliers such as shadows or specular highlights. We show how to detect such outliers so as to accurately estimate the light sources, which are assumed to have uniform magnitude in order to solve for the generalized bas-relief ambiguity. We then propose a way to recover both the normal and the albedo in every pixel in presence of outliers, which is made possible thanks to the accurate estimation of the light sources. Our method is validated both qualitatively and quantitatively on synthetic and realworld datasets, and we compare its efficiency and accuracy to the most state-of-the-art existing techniques