Inversion d’images thermographiques à l’aide d’images de synthèse (« rendus infrarouges ») : validation expérimentale et test de différentes méthodes de rendus

La démarche de « rendu inverse » consiste à associer une image infrarouge expérimentale à une image modélisée (jumelle numérique ou « rendu infrarouge ») dans le but de résoudre différents problèmes inverses de mesure. Avec cette démarche, l’identification de températures et/ou d’émissivités d’objet réels est considérée comme un problème de minimisation entre une grandeur observable expérimentale (luminances sur une liste de pixels d’intérêt) et son homologue modélisé et paramétré. Elle peut permettre d’améliorer l’interprétation d’images infrarouges de scènes complexes (polluées par des réflexions multiples par exemple).

Après des travaux précédents validant la démarche sur des scènes diffuses créées numériquement, nous la confrontons ici à des images infrarouges réelles d’une scène radiative contrôlée, favorisant la présence de réflexions diffuses (toy-model avec surfaces métalliques sablées).

Le problème inverse étant résolu par une méthode de type « descente de gradient », elle fait appel au calcul des dérivées des images par rapport aux différents paramètres de la scène (température ou émissivités). Ces dérivées appelées « sensibilités » sont elles-mêmes obtenues par calcul de rendus. Nous présenterons ici deux approches pour ces calculs : i) méthode des radiosités 3D associées à une projection 3D->2D sur la grille de pixels d’une caméra virtuelle et ii) méthode de Monte Carlo Ray Tracing (MCRT) en mode reverse (partant des pixels). La première méthode est limitée aux surfaces diffuses, la seconde pourra tenir compte à l’avenir d’indicatrices d’émission et de réflexion quelconques.

Des résultats expérimentaux seront montrés en situation i) de « thermographie inverse » (recherche de températures réelles à partir d’images infrarouges polluées par des réflexions diffuses, problème inverse linéaire) et ii) de « réflectométrie inverse » (recherche d’émissivités réelles en situation diffuse, problème inverse non linéaire nécessitant des calculs itératifs).

Work In Progress