Les réseaux de LED multi-sources fournissent l'éclairage directionnel critique nécessaire pour cartographier la topographie physique de la peau. En illuminant séquentiellement la peau sous des angles obliques et azimutaux précis — généralement dans une configuration à six lumières — ces réseaux génèrent des motifs d'ombre variables tandis que la caméra reste fixe. Ce processus capture les données brutes nécessaires pour distinguer mathématiquement la pigmentation de la peau de sa texture physique.
Le rôle principal des réseaux de LED multi-sources en stéréoscopie photométrique est de permettre la séparation de l'albédo de surface (couleur) de la forme géométrique 3D. Cette séparation est la condition préalable fondamentale à une reconstruction précise de la surface 3D de la peau.
La mécanique de l'éclairage contrôlé
Pour comprendre comment fonctionne la stéréoscopie photométrique pour l'analyse de la peau, il faut examiner comment le matériel manipule la lumière.
Activation séquentielle
Les LED n'illuminent pas le sujet simultanément. Au lieu de cela, le système active séquentiellement les LED positionnées à différents endroits.
Point de vue fixe, ombres variables
Pendant que les lumières parcourent leur séquence, la caméra maintient un point de vue fixe.
La caméra capture une série d'images où le sujet est identique, mais les effets d'ombrage diffèrent dans chaque image en fonction de l'emplacement de la source lumineuse.
Angles de précision
Les réseaux utilisent des angles obliques et azimutaux contrôlés.
Cette précision angulaire garantit que les ombres projetées par les caractéristiques de la peau — telles que les pores, les rides ou l'acné — sont capturées sous suffisamment de directions distinctes pour calculer leur profondeur.
Transformer la lumière en données 3D
Le matériel physique sert un objectif de calcul spécifique : résoudre « l'équation de réflectance ».
Résolution de l'équation de réflectance
Le système analyse comment l'intensité lumineuse change à chaque pixel sur la séquence d'images.
En corrélant la position connue de la LED avec la luminosité résultante sur la peau, le système résout l'équation de réflectance pour déterminer l'orientation de la surface à chaque point.
Séparation de l'albédo de la forme
La photographie standard confond souvent les taches sombres (pigmentation) avec les ombres (profondeur).
Le réseau multi-sources permet au logiciel de séparer avec succès l'albédo de surface de la forme géométrique 3D. Cette distinction est essentielle pour générer une véritable reconstruction 3D plutôt qu'une image 2D plate.
Comprendre les compromis
Bien que les réseaux de LED multi-sources permettent une modélisation 3D de haute précision, ils introduisent des défis spécifiques qui doivent être gérés.
Sensibilité au mouvement du sujet
Étant donné que les LED s'activent séquentiellement, le processus prend un temps non nul.
Tout mouvement du sujet entre les éclairs lumineux peut désaligner la pile d'images, provoquant des artefacts dans la reconstruction 3D finale.
Exigences de calibrage
Le système a besoin de connaître l'angle exact de chaque source lumineuse.
Si le positionnement des LED est imprécis ou dérive avec le temps, la solution de l'équation de réflectance sera incorrecte, entraînant une topographie de surface déformée.
Faire le bon choix pour votre objectif
La valeur des réseaux de LED multi-sources dépend des exigences spécifiques de votre système d'imagerie ou de votre pratique clinique.
- Si votre objectif principal est l'analyse de la texture de surface : Assurez-vous que votre système utilise un réseau de LED à grand nombre (comme la configuration à six lumières) pour capturer suffisamment de données d'ombre afin de résoudre les détails fins tels que les pores.
- Si votre objectif principal est l'analyse de la pigmentation : Vérifiez que le logiciel du système utilise efficacement la séparation de l'albédo pour éliminer les interférences d'ombre, vous offrant une vue claire de la véritable couleur de la peau.
Cette technologie transforme l'éclairage d'un élément passif en un outil de mesure actif, fournissant la certitude géométrique requise pour une analyse professionnelle de la peau.
Tableau récapitulatif :
| Caractéristique | Fonction en stéréoscopie photométrique | Avantage pour l'analyse de la peau |
|---|---|---|
| Activation séquentielle | Capture l'ombrage à partir de plusieurs angles de lumière connus | Distingue la profondeur (ombres) de la couleur (taches) |
| Point de vue fixe de la caméra | Maintient un alignement cohérent des pixels entre les images | Assure une cartographie haute résolution des pores et des rides |
| Angles obliques/azimutaux | Crée des ombres précises basées sur la topographie de surface | Permet le calcul de formes de surface géométriques 3D exactes |
| Séparation de l'albédo | Découple la couleur de surface de la texture physique | Offre une vue claire de la pigmentation réelle sans interférence lumineuse |
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Références
- Shahzad Anwar, Melvyn Smith. 3D Skin Texture Analysis: A Neural Network and Photometric Stereo Perspective. DOI: 10.15221/12.030
Cet article est également basé sur des informations techniques de Belislaser Base de Connaissances .
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