Brevet FR3051584A1 — publié le 20171124

PROCÉDÉ DE RECONSTRUCTION TRIDIMENSIONNELLE À L'AIDE D'UNE CAMÉRA PLÉNOPTIQUE DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE L'invention concerne le domaine des caméras plénoptiques, permettant d'acquérir une scène en trois dimensions. L'invention concerne plus particulièrement le domaine des procédés de reconstruction tridimensionnelle, utilisant une telle caméra. La reconstruction tridimensionnelle d'une surface d'intérêt consiste à fournir une estimation des coordonnées en trois dimensions des points de cette surface. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Les caméras plénoptiques sont des systèmes de vision en trois dimensions utilisant un seul capteur photosensible, permettant d'obtenir une grande compacité. La demande de brevet FR-1558338, décrit un exemple particulier d'une telle caméra. Une caméra plénoptique est configurée pour acquérir une image en deux dimensions dans laquelle plusieurs pixels se rapportent à un même point de l'espace objet. Les figures 1A à 1C illustrent de manière schématique une caméra plénoptique 100, et un procédé de reconstruction tridimensionnelle selon l'art antérieur. La caméra plénoptique 100 comprend un système optique d'entrée 110, configuré pour recevoir des rayons lumineux provenant d'un objet à imager, ou surface d'intérêt 200. Le système optique d'entrée 110 peut être constitué d'une unique lentille. En variante, le système optique d'entrée 110 peut être constitué d'un ensemble de lentilles situées les unes derrière les autres, selon un axe de propagation de la lumière depuis la surface d'intérêt 200, vers le système optique d'entrée. Le système optique d'entrée 110 réalise la conjugaison optique entre un plan objet n, et un plan image n' recevant une matrice 120 d'éléments optiques. 3051584 2 Les éléments optiques 121 sont par exemple des microlentilles, ou des sténopés, réparti(e)s de façon coplanaire dans le plan image n'. Des microlentilles 121 peuvent présenter chacune une section non circulaire, par exemple pour réduire une distance entre des microlentilles voisines. Il peut s'agir de 5 microlentilles plan-convexes, biconvexes, asphériques, etc. Chacun des éléments optiques 121 reçoit des rayons lumineux provenant de la surface d'intérêt 200, et ayant traversé l'optique d'entrée 110. Après traversée d'un élément optique 121, les rayons lumineux se propagent jusqu'à un capteur optique matriciel 130. 10 Le capteur optique matriciel 130 est un capteur photosensible, par exemple du type capteur CCD, configuré pour convertir un flux incident de photons en un signal électrique, pour former une image. La surface de détection du capteur optique matriciel 130 est constituée d'une pluralité de pixels, agencés de préférence en lignes et en colonnes. 15 Elle est située à proximité de la matrice 120, par exemple entre 0,4 et 0,6 mm derrière les faces arrière des éléments optiques 121 (distance mesurée selon l'axe optique du système optique d'entrée). La matrice 120 d'éléments optiques est configurée pour répartir, sur les pixels du capteur optique matriciel 130, des rayons lumineux provenant de la surface d'intérêt et 20 ayant traversé le système optique d'entrée. A chaque élément optique 121 correspond une sélection de pixels du capteur optique matriciel. Un rayon lumineux provenant de la surface d'intérêt 200 se dirige vers l'un de ces pixels, en fonction de son angle d'incidence sur l'élément optique 121. Ladite sélection de pixels, associée à un même élément optique, forme un macro- 25 pixel 131. De préférence, il n'y a pas de chevauchement entre les différents macro-pixels. On évite ce chevauchement, notamment par un choix adéquat des distances focales du système optique d'entrée 110 et des éléments optiques 121. 3051584 3 Ainsi, des rayons lumineux provenant d'un même point sur la surface d'intérêt 200, se propagent à travers le système optique d'entrée 110, et la matrice d'éléments optiques 120, jusqu'à différents pixels du capteur optique matriciel 130. La figure 1A illustre des tracés de rayons provenant d'un point 2001 de la surface 5 d'intérêt 200, situé dans le plan objet n. L'image de ce point se situe dans le plan image n', sur le centre optique d'un élément optique 121. En fonction de leur angle d'incidence sur l'élément optique 121, les rayons lumineux se propagent jusqu'à l'un ou l'autre des pixels du macro-pixel 131 correspondant. L'ensemble des pixels du capteur optique matriciel 130, associés à ce point 2001, 10 appartiennent à ce même macro-pixel 131. La figure 1B illustre des tracés de rayons provenant d'un point 2002 de la surface d'intérêt 200, situé en dehors du plan objet n, à une distance D1 en aval de ce plan. L'image de ce point se situe hors du plan image n'. Des rayons lumineux se propagent depuis le point 2002, vers l'image de ce point, en passant par les centres optiques de différents 15 éléments optiques 121. L'ensemble des pixels du capteur optique matriciel 130, associés à ce point 2002, appartiennent à différents macro-pixels 131, et sont dispersés sur une surface de largeur L1. La figure 1C illustre des tracés de rayons provenant d'un point 2003 de la surface 20 d'intérêt 200, situé en dehors du plan objet n, à une distance D2 supérieure à D1 en aval de ce plan. L'image de ce point se situe hors du plan image n'. Des rayons lumineux se propagent depuis le point 2003, vers l'image de ce point, en passant par les centres optiques de différents éléments optiques 121. L'ensemble des pixels du capteur optique matriciel 130, associés à ce point 2003, 25 appartiennent à différents macro-pixels 131, et sont dispersés sur une surface de largeur L2 supérieure à L1. Ainsi, la dispersion dans l'espace des pixels du capteur optique matriciel associés à un même point de la surface d'intérêt, est liée à la distance entre ce point et le plan objet n. Cette distance correspond à une coordonnée de profondeur de ce point. 3051584 4 On connaît dans l'art antérieur différents procédés de reconstruction tridimensionnelle, exploitant cette dépendance entre une coordonnée de profondeur et une dispersion sur les pixels du capteur optique matriciel. On parle de reconstruction d'image épipolaire. 5 Il s'agit de réorganiser astucieusement, à partir d'une image acquise par la caméra plénoptique, la répartition des pixels de l'image associés à une même ligne d'éléments optiques 121 et à la ligne associée de macro-pixels 131 du capteur. On peut notamment former, à partir des pixels de l'image associés à chaque ligne de macro-pixels 131, une série de colonnes de pixels de l'image. Chaque colonne de pixels de 10 l'image correspond à un macro-pixel du capteur, dont les pixels sont agencés en fonction de leur position sur le macro-pixel. Lorsqu'on image un point situé dans le plan objet (figure 1A), les pixels de l'image associés à ce point appartiennent alors à la même colonne de pixels. Lorsqu'on image un point situé hors du plan objet (figure 1B ou 1C), les pixels de 15 l'image associés à ce point appartiennent à des colonnes voisines de pixels, et forment ensemble des segments inclinés. L'inclinaison du segment permet d'obtenir la coordonnée de profondeur du point dans le champ objet de la caméra plénoptique. Un exemple d'un tel procédé est décrit dans l'article « Generating EPI Representations of 4D Light Fields with a Single Lens Focused Plenoptic Camera », ISVC 20 2011, Part I, LNCS 6938, pp 90-101, par Sven Wanner, Janis Gehr et Bernd Jàhne. Un inconvénient de ce procédé est que l'on ne forme qu'un segment par macro-pixel 131 et par élément optique 121. On n'obtient donc qu'une seule coordonnée de profondeur par élément optique 121. La résolution de la reconstruction tridimensionnelle est donc assez faible. 25 Un objectif de la présente invention est de proposer un procédé de reconstruction tridimensionnelle, à l'aide d'une image acquise par une caméra plénoptique, offrant une résolution meilleure que celle de la matrice d'éléments optiques. 3051584 5 EXPOSÉ DE L'INVENTION Cet objectif est atteint avec le procédé de reconstruction tridimensionnelle d'une surface d'intérêt, à l'aide d'une caméra plénoptique comprenant un système optique d'entrée, un capteur optique matriciel comprenant une pluralité de pixels, et une matrice 5 d'éléments optiques disposée entre le système optique d'entrée et le capteur optique matriciel. Le procédé selon l'invention comprend les étapes suivantes : détermination des coordonnées tridimensionnelles d'une série de points du champ objet de la caméra plénoptique, dits points d'échantillonnage ; 10 détermination de données de calibration, associant à chaque point d'échantillonnage un ensemble d'au moins deux pixels du capteur optique matriciel ; définition d'une grille tridimensionnelle, dite grille de reconstruction, s'étendant dans le champ objet de la caméra plénoptique et dont chaque point est associé à 15 un ou plusieurs point(s) d'échantillonnage ; acquisition d'au moins une image de la surface d'intérêt à l'aide de la caméra plénoptique ; à partir des données de calibration et de l'image de la surface d'intérêt, calcul, pour chaque point de la grille de reconstruction, de la valeur d'un indice de dissemblance, 20 fonction d'une ou plusieurs dispersion(s), chacune étant une dispersion entre les valeurs d'intensité prises, sur l'image de la surface d'intérêt, par les pixels associés au point d'échantillonnage (Pj) ou à l'un des points d'échantillonnage (Pj) associé(s) audit point de la grille de reconstruction ; détermination d'une répartition tridimensionnelle des points de la grille de 25 reconstruction, affectés chacun de leur valeur de l'indice de dissemblance ; reconstruction tridimensionnelle de la surface d'intérêt. On parle de points d'échantillonnage, car ils réalisent un échantillonnage dans l'espace des points de l'ensemble du champ objet de la caméra plénoptique. 3051584 6 Chaque point de la grille de reconstruction est associé à un ou plusieurs point(s) d'échantillonnage. Le terme « grille de reconstruction » désigne un nuage de points répartis dans l'espace. 5 Il peut s'agir d'une grille non régulière, dont les points sont constitués par exemple par les points d'échantillonnage eux-mêmes. En variante, il peut s'agir d'une grille régulière, les points étant répartis dans l'espace, selon un maillage régulier défini par un pixel volumique élémentaire. Chaque point de la grille de reconstruction est alors associé à un ou plusieurs point(s) d'échantillonnage 10 voisin(s), c'est-à-dire le ou les point(s) d'échantillonnage les plus proches dans l'espace. En tout état de cause, le nombre de points de la grille de reconstruction est supérieur ou égal au nombre de points d'échantillonnage. Chaque dispersion se rapporte à un point d'échantillonnage. Il s'agit en particulier de la dispersion des valeurs d'intensité prises par les pixels associés à ce point 15 d'échantillonnage, sur l'image acquise. Une dispersion est représentative d'un éloignement plus ou moins grand des termes d'une série, les uns par rapport aux autres, ou par rapport à une valeur centrale choisie, ou moyenne. La dispersion entre deux valeurs d'intensité désigne par exemple la différence entre 20 ces deux valeurs d'intensité, ou une fonction dont la valeur augmente lorsque cette différence augmente. La dispersion entre trois valeurs d'intensité ou plus désigne par exemple un écart- type entre ces trois valeurs d'intensité ou plus, ou une fonction dont la valeur augmente lorsque cet écart-type augmente. En variante, on peut remplacer l'écart-type par toute 25 autre fonction des valeurs absolues des différences entre chaque valeur d'intensité et une moyenne desdites trois valeurs d'intensité ou plus. Une faible dispersion correspond à une grande probabilité que les pixels reçoivent des rayons lumineux provenant d'un même point de la surface d'intérêt, et donc que le point d'échantillonnage appartienne à la surface d'intérêt. 3051584 7 Une grande dispersion correspond à une faible probabilité que les pixels reçoivent des rayons lumineux provenant d'un même point de la surface d'intérêt, et donc que le point d'échantillonnage appartienne à la surface d'intérêt. La valeur de l'indice de dissemblance associée à un point de la grille de reconstruction 5 est fonction d'une telle dispersion, ou d'une combinaison de telles dispersions, selon que le point de la grille de reconstruction est associé à un ou à plusieurs points d'échantillonnage. On peut ainsi identifier des points de la grille de reconstruction ayant une plus grande probabilité, ou une plus faible probabilité, d'appartenir à la surface d'intérêt. 10 La résolution de la reconstruction dépend donc du nombre de points de la grille de reconstruction, et n'est pas limitée par le nombre d'éléments optiques de la matrice d'éléments optiques. On obtient ainsi aisément un procédé de reconstruction tridimensionnelle, offrant une résolution meilleure que celle de la matrice d'éléments optiques. 15 En particulier, cette résolution peut être au moins cinquante fois supérieure à la résolution de la matrice d'éléments optiques. Chaque point d'échantillonnage est situé dans le champ objet de la caméra plénoptique, et est associé à au moins deux pixels du capteur optique matriciel. Il s'agit en d'autres termes d'un point d'intersection, situé dans le champ objet de la caméra 20 plénoptique, entre deux rayons se propageant ensuite à travers le système d'entrée et un élément optique, chacun jusqu'à un pixel du capteur optique matriciel. Les points d'échantillonnage s'étendent dans le champ objet de la caméra plénoptique, en aval du plan objet, et/ou en amont du plan objet, et/ou dans le plan objet. En d'autres termes, le procédé selon l'invention permet de réaliser une reconstruction 25 tridimensionnelle d'une surface d'intérêt pouvant s'étendre en aval du plan objet, et/ou en amont du plan objet, et/ou dans le plan objet. Selon un premier mode de réalisation de l'invention, les points de la grille de reconstruction sont constitués par les points d'échantillonnage, et l'indice de dissemblance 30 d'un point de la grille de reconstruction est fonction d'une dispersion entre les valeurs 3051584 8 d'intensité prises, sur l'image de la surface d'intérêt, par les pixels associés au point d'échantillonnage correspondant. En variante, la grille de reconstruction est une grille régulière, et l'étape de calcul, pour chaque point de la grille de reconstruction, de la valeur d'un indice de dissemblance, 5 comprend : une attribution, à tous les points de la grille de reconstruction situés à une distance d'un point d'échantillonnage supérieure à un seuil prédéterminé, d'une même valeur de l'indice de dissemblance, dite valeur d'extremum ; et pour chacun des autres points de la grille de reconstruction, un calcul, pour chaque 10 point d'échantillonnage associé à ce point de la grille de reconstruction, de la dispersion entre les valeurs d'intensités prises sur l'image de la surface d'intérêt par les pixels associés audit point d'échantillonnage, et une combinaison des plusieurs dispersions calculées pour obtenir l'indice de dissemblance. De préférence, la reconstruction tridimensionnelle met en oeuvre la recherche d'une 15 surface située dans le champ objet de la caméra plénoptique, passant par une série de points de la grille de reconstruction associée à une valeur cumulée minimale des valeurs de l'indice de dissemblance. La reconstruction tridimensionnelle peut mettre en oeuvre un algorithme de coupe minimale. 20 En variante, la reconstruction tridimensionnelle peut mettre en oeuvre un algorithme de programmation dynamique, considérant des sous-ensembles d'éléments optiques de la matrice d'éléments optiques. Les étapes de détermination des coordonnées tridimensionnelles des points d'échantillonnage et de détermination des données de calibration comprennent 25 avantageusement les sous-étapes suivantes : - pour chaque couple d'un élément optique de la matrice d'éléments optiques, et un pixel du capteur optique matriciel associé à cet élément optique, détermination d'un rayon image reliant le centre optique de l'élément optique et le centre du pixel ; 3051584 9 pour chaque rayon image ainsi déterminé, calcul d'un rayon objet correspondant, conjugué du rayon image par le système optique d'entrée ; détermination de l'ensemble des points d'intersection entre au moins deux rayons objet, situés dans le champ objet de la caméra plénoptique, ces points 5 d'intersection formant les points d'échantillonnage ; et détermination des données de calibration en identifiant, pour chaque point d'échantillonnage, les au moins deux rayons objet correspondant, ces rayons objet étant associés eux-mêmes à au moins deux rayons image, et au moins deux pixels du capteur optique matriciel. 10 En complément ou en variante, les étapes de détermination des coordonnées tridimensionnelles des points d'échantillonnage et de détermination des données de calibration comprennent avantageusement les sous-étapes suivantes : déplacement d'un point lumineux dans le champ objet de la caméra plénoptique ; pour chaque position du point lumineux, détermination de la présence ou l'absence 15 d'au moins deux pixels illuminés sur le capteur optique matriciel, pour identifier les points d'échantillonnage ; et pour chaque point d'échantillonnage ainsi identifié, identification des au moins deux pixels illuminés, pour déterminer l'ensemble correspondant d'au moins deux pixels du capteur optique matriciel. 20 L'étape d'acquisition d'une image de la surface d'intérêt peut être mise en oeuvre à l'aide d'une caméra plénoptique dans laquelle : les centres optiques des éléments optiques de la matrice d'éléments optiques sont répartis selon une grille de répartition, aux points d'intersection entre une première 25 série de lignes droites et une seconde série de lignes droites de cette grille de répartition ; et les lignes de la première série de lignes de la grille de répartition sont réparties à intervalles irréguliers et/ou les lignes de la seconde série de lignes de la grille de répartition sont réparties à intervalles irréguliers. 3051584 10 En particulier, l'étape d'acquisition d'une image de la surface d'intérêt peut être mise en oeuvre à l'aide d'une caméra plénoptique dans laquelle les distances entre deux lignes directement voisines de la première série de lignes de la grille de répartition sont comprises entre 95% et 105% d'une première valeur moyenne, et/ou les distances entre deux lignes 5 directement voisines de la seconde série de lignes de la grille de répartition sont comprises entre 95% et 105% d'une seconde valeur moyenne pouvant être égale à la première valeur moyenne. En complément ou en variante, l'étape d'acquisition d'une image de la surface d'intérêt peut être mise en oeuvre à l'aide d'une caméra plénoptique dans laquelle les 10 distances entre deux lignes directement voisines de la première série de lignes de la grille de répartition sont réparties de façon aléatoire, et/ou les distances entre deux lignes directement voisines de la seconde série de lignes de la grille de répartition sont réparties de façon aléatoire. L'étape d'acquisition d'une image de la surface d'intérêt peut être mise en oeuvre à 15 l'aide d'une caméra plénoptique dans laquelle : les centres optiques des éléments optiques de la matrice d'éléments optiques sont répartis selon une grille de répartition, aux points d'intersection entre une première série de lignes et une seconde série de lignes de cette grille de répartition ; une grille objet, dont la grille de répartition est l'image par le système optique 20 d'entrée, est constituée d'une première série de lignes droites, parallèles entre elles, et d'une seconde série de lignes droites, parallèles entre elles et sécantes avec les lignes de la première série de lignes ; et les lignes de la première et de la seconde séries de lignes de la grille de répartition comprennent une pluralité de lignes courbes. 25 Selon un mode de réalisation avantageux, l'étape d'acquisition d'une image de la surface d'intérêt est mise en oeuvre à l'aide d'une caméra plénoptique dans laquelle les lignes de la première série de lignes de la grille objet sont réparties à intervalles irréguliers et/ou les lignes de la seconde série de lignes de la grille objet sont réparties à intervalles irréguliers. 3051584 11 Le procédé selon l'invention peut comprendre l'acquisition de plusieurs images de la surface d'intérêt à l'aide de la caméra plénoptique, associées à une pluralité de conditions d'éclairage de la surface d'intérêt, et l'indice de dissemblance associé à chaque point de la grille de reconstruction, est alors obtenu en combinant des dispersions associées à un 5 même point d'échantillonnage et à chacune parmi les plusieurs conditions d'éclairage. L'invention concerne également un dispositif de reconstruction tridimensionnelle comprenant une caméra plénoptique, et configuré pour mettre en oeuvre les étapes du procédé selon l'invention, comprenant : une mémoire, pour stocker les données de calibration ; et 10 des moyens de calcul, configurés pour déterminer les coordonnées tridimensionnelles des points d'échantillonnage ainsi que les données de calibration, et pour recevoir en entrée l'image acquise par la caméra plénoptique et les données de calibration, calculer la valeur de l'indice de dissemblance pour chaque point de la grille de reconstruction, déterminer une répartition 15 tridimensionnelle des points de la grille de reconstruction affectés chacun de leur valeur de l'indice de dissemblance, et fournir en sortie une reconstruction tridimensionnelle de la surface d'intérêt. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS 20 La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description d'exemples de réalisation donnés à titre purement indicatif et nullement limitatif, en faisant référence aux dessins annexés parmi lesquels : les figures 1A à 1C illustrent de manière schématique une caméra plénoptique; la figure 2 illustre de manière schématique des points d'échantillonnage selon 25 l'invention ; la figure 3 illustre selon une vue détaillée des points d'échantillonnage selon l'invention ; la figure 4 illustre de manière schématique des étapes d'un procédé selon l'invention ; 3051584 12 les figures 5A et 5B illustrent respectivement, un premier mode de réalisation d'une matrice d'éléments optiques utilisée dans le procédé selon l'invention, et une répartition correspondante des points d'échantillonnage dans le champ objet de la caméra plénoptique ; 5 les figures 6A et 6B illustrent respectivement, un deuxième mode de réalisation d'une matrice d'éléments optiques utilisée dans le procédé selon l'invention, et une répartition correspondante des points d'échantillonnage dans le champ objet de la caméra plénoptique ; les figures 7A et 7B illustrent un troisième mode de réalisation d'une matrice 10 d'éléments optiques utilisée dans le procédé selon l'invention ; et la figure 8 illustre un quatrième mode de réalisation d'une matrice d'éléments optiques utilisée dans le procédé selon l'invention. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS 15 Une idée à la base de l'invention consiste à travailler à l'échelle du pixel du capteur optique matriciel, et non plus à l'échelle du macro-pixel. La figure 2 illustre de manière schématique une caméra plénoptique 100. A chaque élément optique 121 correspond un macro-pixel 131, et une pluralité de rayons image R'l se propageant en ligne droite en passant par le centre optique de cet 20 élément optique 121. Chaque rayon image R', se propage en ligne droite, dans l'espace image du système optique d'entrée 110, en passant par le centre optique d'un élément optique 121, et le centre d'un pixel pk du macro-pixel 131 correspondant. L'espace image du système optique d'entrée 110 désigne l'espace situé en aval du 25 système optique d'entrée, selon le sens de propagation de la lumière, de la surface d'intérêt vers le système optique d'entrée. Lorsque les éléments optiques 121 sont des sténopés, le centre optique désigne le centre géométrique du trou formant un sténopé. 3051584 13 Lorsque les éléments optiques 121 sont des microlentilles, le centre optique est situé sur l'axe optique d'une microlentille, et correspond au point de la microlentille, tel qu'un rayon lumineux incident en ce point n'est pas dévié par cette microlentille. A chaque rayon image R', correspond un rayon objet R, situé dans l'espace objet du 5 système optique d'entrée 110, qui est le conjugué du rayon image R', par le système optique d'entrée 110. L'espace objet du système optique d'entrée 110 désigne l'espace situé en amont du système optique d'entrée, selon le sens de propagation de la lumière, de la surface d'intérêt vers le système optique d'entrée. 10 L'ensemble des rayons objet R,, associés à tous les éléments optiques 121 de la matrice 120, définissent une multitude de points d'intersection Pj, situés dans l'espace objet du système optique d'entrée 110. Ces points d'intersection Pj forment des points d'échantillonnage de l'espace objet du système optique d'entrée 110, et plus particulièrement du champ objet de la caméra 15 plénoptique. Le champ objet de la caméra plénoptique désigne son champ de vision, c'est-à-dire l'espace situé en amont du système optique d'entrée, et pouvant être imagé à l'aide de la caméra plénoptique. Puisque les points d'intersection Pj correspondent à des points imagés sur le capteur 20 optique matriciel, ils se trouvent dans le champ objet de la caméra plénoptique. Chaque point d'échantillonnage Pj est associé à au moins deux rayons objet R,, et donc aux rayons image R', et aux pixels correspondant pk du capteur optique matriciel. Une idée à la base de l'invention consiste à répertorier, pour une caméra plénoptique en particulier, l'ensemble de ces points d'échantillonnage, et pour chacun de ces points 25 d'échantillonnage, les au moins deux pixels associés du capteur optique matriciel. Ensuite, en comparant des pixels prédéterminés sur une image acquise par la caméra plénoptique, on peut savoir notamment à proximité de quels points d'échantillonnage passe la surface d'intérêt. 3051584 14 La détermination des coordonnées tridimensionnelles de ces points d'échantillonnage Pj, et, pour chacun de ces points, des pixels pk associés, est mise en oeuvre dans des étapes préliminaires de calibration de la caméra plénoptique 100. En effet, ces données sont fonction des caractéristiques optique et géométrique de 5 la caméra plénoptique 100. On peut réaliser cette calibration en calculant l'ensemble des rayons image R',, à partir des géométries de la matrice d'éléments optiques et du capteur optique matriciel, puis en calculant l'ensemble des rayons objet R, correspondant, et enfin l'ensemble des points d'intersection entre les rayons objet, dans le champ objet de la caméra plénoptique. 10 Dans une première étape, on détermine les coordonnées tridimensionnelles des points d'intersection entre les rayons objet, dans le champ objet de la caméra plénoptique, ces points d'intersection formant les points d'échantillonnage Pj. Dans une deuxième étape, on associe à chaque point d'échantillonnage Pj les au moins deux pixels correspondant du capteur optique matriciel 130. L'ensemble formé par 15 les points d'échantillonnage Pj, associés chacun à au moins deux pixels correspondant du capteur optique matriciel 130, forme des données de calibration. En complément ou en variante, on obtient ces données de calibration en déplaçant un point lumineux dans le champ objet de la caméra plénoptique. On identifie ainsi des positions du point lumineux telles qu'au moins deux pixels du 20 capteur optique matriciel soient illuminés. Ces points forment les points d'échantillonnage Pj. Pour chaque point d'échantillonnage ainsi déterminé, les pixels correspondant du capteur optique matriciel sont les pixels illuminés associés à cette position du point lumineux. On associe ainsi, à chaque point d'échantillonnage, au moins deux pixels du 25 capteur optique matriciel, pour former les données de calibration. En pratique, on peut positionner un écran normal à l'axe optique de la caméra plénoptique 100, et allumer sélectivement tour à tour chaque pixel de l'écran, pour différentes positions de l'écran le long de l'axe optique. Pour chaque pixel de l'écran et chaque position de l'écran, on détermine les deux 30 pixels ou plus dont la valeur est supérieure à un seuil prédéterminé (les plus éclairés). 3051584 15 Les différentes positions de l'écran sont espacées d'un pas inférieur à la résolution recherchée pour la caméra plénoptique 100. On peut ainsi prendre en compte des imperfections du système réel que forme la caméra plénoptique, pour la calibration. On peut ainsi affiner une détermination grossière 5 de données de calibration, obtenues par calcul des rayons objet R. La figure 3 illustre, selon une vue détaillée, des points d'échantillonnage Pi selon l'invention, situés dans le champ objet d'une caméra plénoptique. On a notamment illustré un point d'échantillonnage Pi, à l'intersection de quatre 10 rayons objet, et donc associés à quatre pixels du capteur optique matriciel, et un point d'échantillonnage Ppn, à l'intersection de deux rayons objet, et donc associés à deux pixels du capteur optique matriciel. On va maintenant illustrer, en référence à la figure 4, des étapes d'un procédé selon 15 l'invention. Le procédé est illustré à l'aide d'un ordinogramme, et d'une série de représentations schématiques de la caméra plénoptique. Les étapes préliminaires de détermination des coordonnées des points d'échantillonnage, et de détermination de données de calibration, ne sont pas 20 représentées en figure 4. On n'a pas représenté non plus une étape de détermination de définition d'une grille de reconstruction, qui sera utilisée ensuite pour reconstruire la surface d'intérêt. Dans l'exemple illustré en figure 4, et par souci de simplification des explications, on détaille le cas particulier dans lequel les points de la grille de reconstruction sont constitués 25 par les points d'échantillonnage eux-mêmes. Dans une première étape 401, on acquiert une image d'une surface d'intérêt 200, à l'aide de la caméra plénoptique 100, la surface d'intérêt 200 étant située dans le champ objet de cette caméra. 3051584 16 On a représenté à droite la surface d'intérêt 200 et la caméra plénoptique 100, ainsi qu'une série de rayons de construction des points d'échantillonnage associés à ladite caméra 100. La caméra plénoptique 100 est associée à des données de calibration telles que 5 définies ci-avant, et préalablement déterminées. Ces données de calibration associent chaque point d'échantillonnage Pj à au moins deux pixels du capteur optique matriciel de la caméra plénoptique. En particulier, chaque point d'échantillonnage Pj est défini par des coordonnées en trois dimensions, dans le champ objet de la caméra plénoptique. 10 Dans une deuxième étape 402, on calcule, pour chaque point de la grille de reconstruction, donc ici pour chaque point d'échantillonnage Pj, la valeur d'un indice de dissemblance Cn. Ce calcul est mis en oeuvre à l'aide des données de calibration de la caméra plénoptique, et de l'image acquise à l'étape 401. 15 L'indice de dissemblance Cn est un indice relatif ici à un unique point d'échantillonnage Pj, dont la valeur dépend de la dispersion entre les valeurs d'intensité prises par les pixels du capteur optique matriciel, associés à ce point d'échantillonnage. Par exemple, lorsque seulement deux pixels sont associés à un point d'échantillonnage Pj, l'indice de dissemblance Cn peut être la différence en valeur absolue 20 entre les valeurs d'intensité prises par ces deux pixels, ou une autre fonction de cette différence (carré de la différence par exemple) ou une autre fonction du couple de valeurs d'intensité. En variante, pour des points d'échantillonnage associés à trois pixels ou plus, l'indice de dissemblance Cn peut être l'écart quadratique moyen entre les valeurs d'intensité prises 25 par ces pixels, et une moyenne de ces valeurs d'intensité. En variante, il s'agit d'une autre fonction des différences, en valeur absolue, entre les valeurs d'intensité prises par ces pixels, et une moyenne de ces valeurs d'intensité, ou une autre fonction de cet ensemble de valeurs d'intensité. 3051584 17 En tout état de cause, la valeur de l'indice de dissemblance C, d'un point de la grille de reconstruction est d'autant plus faible que pour chacun des points d'échantillonnage associés, les valeurs d'intensité des pixels correspondant sont proches. Ici, la valeur de l'indice de dissemblance C, d'un point de la grille de reconstruction 5 confondu avec un point d'échantillonnage est d'autant plus faible que les valeurs d'intensité des pixels correspondant sont proches. La valeur d'intensité prise par un pixel est de préférence un niveau de gris. Il s'agit de préférence d'une valeur située entre 0 et 255 inclus, pour un encodage de l'image sur 8 bits. 10 Dans des conditions idéales, en particulier lorsque la surface d'intérêt forme une source lambertienne, lorsqu'un point d'échantillonnage Pj appartient à la surface d'intérêt, les valeurs des pixels correspondant sont égales. En pratique, ces valeurs ne sont pas forcément égales, mais plus proches que si le point d'échantillonnage Pj n'appartenait pas à la surface d'intérêt. 15 Plus le point d'échantillonnage est proche d'un point de la surface d'intérêt, plus les valeurs d'intensité des pixels correspondant sont proches. On voit donc que la valeur prise par un indice de dissemblance se rapporte à une probabilité que le point correspondant de la grille de reconstruction appartienne à la surface d'intérêt 200. L'indice de dissemblance peut être considéré comme fonction d'une 20 estimation de cette probabilité. A l'issue de l'étape 402, on dispose d'une série de valeurs d'indice de dissemblance C,, associées chacune à un point de la grille de reconstruction, confondu ici avec un point d'échantillonnage. A l'étape 403, on construit une répartition tridimensionnelle des points de la grille de 25 reconstruction, ici les points d'échantillonnage Pj, affectés chacun de la valeur correspondante de l'indice de dissemblance C. On a représenté à droite cette répartition tridimensionnelle. Il s'agit en d'autres termes d'une distribution en trois dimensions des valeurs de l'indice de dissemblance C,, chaque valeur étant associée aux coordonnées en trois 30 dimensions d'un point de la grille de reconstruction, ici un point d'échantillonnage Pj. 3051584 18 A l'étape 404, on utilise cette distribution pour réaliser une reconstruction tridimensionnelle de la surface d'intérêt. En d'autres termes, on fournit une estimation 200' des coordonnées en trois dimensions de la surface d'intérêt 200. 5 Cette étape de reconstruction exploite le fait que les valeurs d'indice de dissemblance se rapportent à une probabilité que le point de la grille de reconstruction correspondant appartienne ou non à la surface d'intérêt 200. La reconstruction tridimensionnelle met en oeuvre un algorithme d'optimisation, utilisant les indices de dissemblance Cn et les coordonnées tridimensionnelles associées. 10 L'idée générale est de rechercher une surface passant à proximité des points d'échantillonnage associés à une forte probabilité d'appartenance à la surface d'intérêt, et passant à distance des points d'échantillonnage associés à une faible probabilité d'appartenance à la surface d'intérêt. De préférence, la distribution en trois dimensions des valeurs de l'indice de 15 dissemblance Cn forme une fonction de coût, pour un algorithme d'optimisation. En particulier, on recherche, à l'étape 404, une surface couvrant le champ objet de la caméra plénoptique, et associée à une valeur cumulée minimale des indices de dissemblance. La reconstruction tridimensionnelle peut mettre en oeuvre un algorithme 20 d'optimisation de type coupe minimale, ou minimum cut, en anglais, visant à minimiser une fonction de coût définie dans le champ objet de la caméra plénoptique, à l'aide des indices de dissemblance Cn et des coordonnées tridimensionnelles associées. Un tel algorithme offre une grande précision de la reconstruction tridimensionnelle. En variante, la reconstruction tridimensionnelle peut mettre en oeuvre un algorithme 25 d'optimisation de type programmation dynamique. Un tel algorithme offre une grande rapidité de calcul. Il consiste à considérer l'optimisation dans le champ objet de la caméra plénoptique comme une combinaison d'optimisations dans plusieurs portions composant ce champ objet, chaque portion étant associée à une sélection d'éléments optiques 121, nommée 30 sous-ensemble d'éléments optiques. 3051584 19 En particulier, les centres optiques des éléments optiques sont répartis selon une grille de répartition, aux points d'intersection entre une première série de lignes et une seconde série de lignes de cette grille de répartition, et les sous-ensembles correspondent aux éléments optiques associés à une même ligne de la première série, respectivement la 5 seconde série de lignes. Par exemple, les éléments optiques de la matrice d'éléments optiques sont agencés en lignes et colonnes, et on considère séparément les portions du champ objet associées à chaque ligne, respectivement à chaque colonne d'éléments optiques. La reconstruction tridimensionnelle peut utiliser des hypothèses sur la surface 10 d'intérêt. Par exemple, on suppose que la surface d'intérêt 200 est une surface lisse. En complément ou en variante, on suppose que la surface d'intérêt 200 est une surface connexe. Le procédé selon l'invention permet de réaliser une reconstruction tridimensionnelle 15 haute résolution, sans se limiter à la résolution de la matrice d'éléments optiques. La résolution obtenue est typiquement de l'ordre de 10 um, alors que le pas des éléments optiques est de 1 mm, soit un rapport 100 entre les deux. En outre, il n'est pas limité par les difficultés liées à l'identification, sur une image acquise par une caméra plénoptique, de plusieurs pixels associés à un même point du 20 champ objet. En effet, au lieu de partir de l'image, d'y rechercher des pixels associés à un même point du champ objet de la caméra plénoptique, et de calculer par triangulation les intersections correspondantes entre des rayons objet, on part directement d'ensembles de pixels connus pour être associés à un même point du champ objet. 25 On peut considérer que le procédé selon l'invention met en oeuvre des principes proches de la vision stéréoscopique, en ce qu'il est basé sur des recherches d'intersections de rayons provenant d'un même point de la surface d'intérêt. Il diffère cependant fondamentalement de ce domaine en ce qu'il n'utilise pas deux caméras classiques placées en deux endroits différents. Dans une caméra classique, il n'y a pas de matrice d'éléments 30 optiques. 3051584 20 L'invention concerne également un dispositif de reconstruction tridimensionnelle, non représenté, comprenant : une caméra plénoptique 100, pour l'acquisition d'une image de la surface 5 d'intérêt 200 ; une mémoire, recevant les données de calibration liées à ladite caméra plénoptique, et le cas échéant des données de définition de la grille de reconstruction ; et des moyens de calcul, recevant en entrée l'image acquise par la caméra plénoptique, ainsi que les données de calibration, et le cas échéant des données relatives 10 à la grille de reconstruction, et fournissant en sortie une reconstruction tridimensionnelle de la surface d'intérêt. Les moyens de calcul comprennent notamment un processeur, et sont agencés pour mettre en oeuvre les étapes 402, 403 et 404 telles que décrites ci-avant. 15 Les moyens de calcul sont configurés en outre pour déterminer les coordonnées des points d'échantillonnage et les données de calibration associées à la caméra plénoptique, pour les stocker ensuite dans la mémoire. On décrit ensuite une variante de l'invention, dans laquelle les points de la grille de reconstruction sont répartis dans l'espace de manière régulière, par exemple selon un 20 maillage cubique. Ils se distinguent alors des points d'échantillonnage Pj. La valeur de l'indice de dissemblance associée à un point de la grille de reconstruction est alors une combinaison de dispersions telles que définies ci-avant, associées à des points d'échantillonnage Pj voisins de ce point de la grille de reconstruction. 25 Ainsi, là-encore, la valeur prise par un indice de dissemblance se rapporte à une probabilité que le point correspondant de la grille de reconstruction appartienne à la surface d'intérêt. Avantageusement, on calcule la dispersion telle que définie ci-avant, pour chacun des points d'échantillonnage Pj, puis on détermine la valeur de l'indice de dissemblance des 30 points de la grille de reconstruction par interpolation des valeurs de dispersion associées à 3051584 21 chaque point d'échantillonnage Pj, en fonction des positions de ces points d'échantillonnage dans le champ objet. Toute autre combinaison de ces valeurs de dispersion peut être envisagée. La contribution de la dispersion d'un point d'échantillonnage voisin peut par exemple 5 être pondérée par l'inverse de sa distance au point considéré de la grille de reconstruction. On peut calculer directement un indice de dissemblance pour chaque point de la grille de reconstruction, sans passer formellement par une étape distincte de calcul des dispersions de chacun des points d'échantillonnage Pj. La répartition tridimensionnelle de valeurs d'indice de vraisemblance ainsi obtenue 10 permet d'obtenir une reconstruction tridimensionnelle de la surface d'intérêt, comme décrit ci-avant. On peut déterminer une distance maximale au point d'échantillonnage le plus proche, dite valeur de seuil. On identifie l'ensemble des points de la grille de reconstruction, situés à une distance 15 au point d'échantillonnage le plus proche, supérieure à cette valeur de seuil. A tous ces points, on affecte la même valeur de l'indice de dissemblance Cn. On fixe ainsi une valeur maximale de l'indice de dissemblance des points de la grille de reconstruction. Il peut s'agir d'une valeur supérieure à la valeur maximale des dispersions associées 20 aux points d'échantillonnage Pj. Afin de consolider les résultats obtenus à l'aide d'un procédé selon l'invention, on peut éclairer successivement la surface d'intérêt à l'aide de différents types d'éclairages, et acquérir à chaque fois une image différente à l'aide de la caméra plénoptique 100. Les types d'éclairage peuvent différer par une intensité lumineuse de l'éclairage, par 25 une position de la source d'éclairage, par une texture (une texture peut être projetée d'une source unique émettant des intensités différentes selon les directions, ou de plusieurs sources émettant à différentes intensités lumineuses). La caméra plénoptique reste fixe relativement à la surface d'intérêt, au cours de cette série d'acquisitions. 3051584 22 Pour chaque point de la grille de reconstruction, on calcule un indice de dissemblance, qui combine cette fois des informations provenant de plusieurs images. En particulier, on remplace une dispersion associée à un point d'échantillonnage, par une combinaison de dispersions associées à ce même point d'échantillonnage et calculées 5 chacune à partir de l'une des images acquises. La combinaison de dispersion est par exemple une moyenne, ou une autre fonction des dispersions obtenues sur les plusieurs images acquises. Les figures 5A et 5B illustrent respectivement, un premier mode de réalisation d'une 10 matrice d'éléments optiques 120 d'une caméra plénoptique utilisée dans le procédé selon l'invention, et une répartition correspondante des points d'échantillonnage Pi dans le champ objet de la caméra plénoptique. Les centres optiques des éléments optiques 221 sont répartis selon une grille de répartition 540 (représentée en traits pointillés), aux points d'intersection entre une 15 première série de lignes droites (ici des lignes verticales), et une seconde série de lignes droites (ici des lignes horizontales) sécantes (de préférence perpendiculaires) avec les lignes droites de la première série. Ici, les lignes de la première série de lignes sont réparties régulièrement, selon un pas de répétition Ml, et les lignes de la seconde série de lignes sont réparties régulièrement, 20 selon un pas de répétition M2 (éventuellement égal à M1). En d'autres termes, les éléments optiques sont répartis en lignes et colonnes, la distance qui sépare deux lignes adjacentes, respectivement deux colonnes adjacentes, étant la même dans toute la matrice d'éléments optiques. La répartition des points d'échantillonnage dans le champ objet est du type de celle 25 illustrée en figure 3. Il existe de nombreuses intersections multiples. Dans le voisinage des intersections multiples, il existe des régions dans le champ objet de la caméra plénoptique, recevant très peu de points d'échantillonnage, limitant la qualité de la reconstruction tridimensionnelle si la surface d'intérêt se trouve dans ces régions. 30 3051584 23 Les figures 6A et 6B illustrent respectivement, un deuxième mode de réalisation d'une matrice d'éléments optiques 220 d'une caméra plénoptique utilisée dans le procédé selon l'invention, et une répartition correspondante des points d'échantillonnage P dans le champ objet de la caméra plénoptique. 5 Les centres optiques des éléments optiques 221 sont répartis selon une grille de répartition 640, comme décrit ci-avant. Ici, les lignes 641 de la première série de lignes de la grille de répartition sont réparties de façon irrégulière. Il peut s'agir plus particulièrement d'une répartition aléatoire, autour d'une première 10 valeur moyenne, et à l'intérieur d'un premier intervalle prédéterminé. La première valeur moyenne est la moyenne des distances entre deux lignes 641 directement voisines. Une répartition aléatoire de valeurs désigne une répartition dont les valeurs sont soumises au hasard. 15 Par exemple, une borne inférieure du premier intervalle est 95% de ladite première valeur moyenne, et une borne supérieure du premier intervalle est 105% de ladite première valeur moyenne. En variante, une borne inférieure est 90% de ladite première valeur moyenne, et une borne supérieure est 110% de ladite première valeur moyenne. 20 De la même façon, les lignes 642 de la seconde série de lignes de la grille de répartition sont réparties de façon irrégulière. Les valeurs de distance entre deux lignes 642 directement voisines sont réparties, de préférence aléatoirement, autour d'une seconde valeur moyenne, et à l'intérieur d'un second intervalle prédéterminé. 25 Les bornes inférieure et supérieure du second intervalle sont définies de la même façon que celles du premier intervalle. La seconde valeur moyenne est la moyenne des distances entre deux lignes 642 directement voisines. Les première et seconde valeurs moyennes peuvent être égales. 3051584 24 En d'autres termes, les éléments optiques sont répartis en lignes et colonnes, la distance qui sépare deux lignes adjacentes, respectivement deux colonnes adjacentes, étant irrégulière. Cette distance est distincte pour au moins deux paires de lignes adjacentes, respectivement au moins deux paires de colonnes adjacentes. 5 La répartition des points d'échantillonnage dans le champ objet est illustrée en figure 6B. Les points d'échantillonnage sont répartis de façon plus homogène qu'en figure 5B. Par conséquent, il n'existe pas de région dans le champ objet de la caméra plénoptique, limitant la qualité de la reconstruction tridimensionnelle si la surface d'intérêt 10 se trouvait dans cette région. L'irrégularité permet donc de minimiser la plus grande distance entre tout point du champ objet de la caméra plénoptique et le point d'échantillonnage le plus proche. Ce mode de réalisation correspond à une application astucieuse de l'enseignement de la demande de brevet FR-1558338, à la présente invention dans laquelle il est 15 avantageux de disposer d'une répartition homogène des points d'échantillonnage. Les modes de réalisation des figures 5A et 6A peuvent être combinés, les lignes d'une série de lignes étant réparties de façon régulière, et les lignes de l'autre série de lignes étant réparties de façon irrégulière. 20 Les figures 7A et 7B illustrent un troisième mode de réalisation d'une matrice 320 d'éléments optiques d'une caméra plénoptique utilisée dans le procédé selon l'invention. Selon ce mode de réalisation, le système d'optique d'entrée 110 de la caméra plénoptique présente une aberration optique de distorsion. La grille de répartition 740 telle que définie ci-avant est cette fois l'image, par le 25 système d'optique d'entrée 110, d'une grille objet 750 constituée d'une première série de lignes droites 751 (ici verticales) et d'une seconde série de lignes droites 752 (ici horizontales). La grille de répartition 740 est déformée par la distorsion du système optique d'entrée. Chaque série de lignes est formée ici d'une ligne droite centrale entourée de part 30 et d'autre par des lignes courbes, caractéristiques d'une distorsion en barillet. 3051584 25 Cette grille de répartition 740 permet que l'aberration de distorsion que présente le système optique d'entrée ne réduise pas le nombre de points d'échantillonnage du champ objet de la caméra plénoptique. L'invention n'est pas limitée à une telle distorsion, le système optique d'entrée 5 pouvant présenter une distorsion en coussinet, ou une combinaison d'une distorsion en barillet et une distorsion en coussinet. Ici, le terme « grille » n'est pas limité à une grille carrée ou rectangulaire, formée d'une première série de lignes horizontales et d'une seconde série de lignes verticales. Selon l'invention, la grille de répartition 740 peut notamment désigner une grille 10 carrée ou rectangulaire déformée. Dans ce cas, la grille de répartition est formée d'une première série de lignes qui ne se croisent pas, et d'une seconde série de lignes qui ne se croisent pas. Chaque ligne de la première série de ligne croise toutes les lignes de la seconde série de lignes. Des lignes de la première et/ou de la seconde séries de lignes sont des lignes courbes. 15 A la figure 7A, l'espace objet, en amont du système optique d'entrée 110, est représenté selon une vue en perspective selon un premier angle de vue, et l'espace image, en aval du système optique d'entrée 110, est représenté selon une vue en perspective selon un second angle de vue. A la figure 7B, la matrice 320 d'éléments optiques 321, selon ce troisième mode de 20 réalisation, est représentée selon une vue de face. La figure 8 illustre un quatrième mode de réalisation d'une matrice d'éléments optiques d'une caméra plénoptique utilisée dans le procédé selon l'invention. Ce mode de réalisation est une combinaison du mode de réalisation des figures 6A, 25 6B, et 7A, 7B. En particulier, la grille de répartition 840 est l'image d'une grille objet, par un système optique d'entrée présentant de la distorsion. La grille objet est formée d'une première série de lignes droites et d'une seconde série de lignes droites. 3051584 26 Les distances entre deux lignes directement voisines de la première série de lignes de la grille objet sont réparties de façon irrégulière, et/ou les distances entre deux lignes directement voisines de la seconde série de lignes de la grille objet sont réparties de façon irrégulière. 5 De préférence, les répartitions irrégulières sont aléatoires. Les distances entre deux lignes directement voisines de la première série de lignes de la grille objet sont avantageusement comprises entre 95% et 105% d'une première valeur moyenne, et/ou les distances entre deux lignes directement voisines de la seconde série de lignes de la grille objet sont avantageusement comprises entre 95% et 105% d'une 10 seconde valeur moyenne pouvant être égale à la première valeur moyenne. Selon une autre variante, non représentée, la caméra plénoptique utilisée dans le procédé selon l'invention comprend une première matrice d'éléments optiques, et une seconde matrice d'éléments optiques, coplanaire avec la première matrice. La première et la seconde matrices d'éléments optiques sont légèrement décalées l'une relativement à 15 l'autre. Dans chacune de ces deux matrices, les centres optiques des éléments optiques peuvent être répartis selon l'un ou l'autre des exemples détaillés ci-avant. Afin de multiplier encore un nombre de points d'échantillonnage du champ objet de la caméra plénoptique, on peut mettre en oeuvre un échantillonnage dynamique. 20 En d'autres termes, on réalise un multiplexage temporel ou spatial de la caméra plénoptique selon différentes voies, associées à différentes séries de points d'échantillonnage de l'espace objet, de sorte que le nombre total de points d'échantillonnage de l'espace objet est augmenté. Par exemple, chaque élément optique est monté sur un support mobile relié à un 25 actionneur, pour piloter un déplacement de l'élément optique dans le plan n', indépendamment de la position des autres éléments optiques. On peut ainsi déplacer les éléments optiques, pour les agencer successivement selon différentes grilles de répartition. A chaque grille de répartition correspond un certain échantillonnage de l'espace objet. Ainsi, on réalise in fine un échantillonnage plus dense de 30 l'espace objet. 3051584 27 En variante, la matrice d'éléments optiques reste fixe, et le capteur optique matriciel est monté sur un support mobile, relié à un actionneur pour piloter un déplacement dans le plan du capteur optique matriciel. En variante, les macro-pixels associés aux différents éléments optiques se 5 chevauchent partiellement. Un même pixel peut alors correspondre à plusieurs éléments optiques. Un réseau d'obturateurs pilotables tel qu'un écran à cristaux liquides est placé en amont de la matrice d'éléments optiques, pour bloquer ou laisser passer la lumière se propageant vers les éléments optiques, de sorte qu'à chaque instant un pixel ne 10 corresponde qu'à un unique élément optique. On définit une pluralité d'états du réseau d'obturateurs. A chaque état correspond une série différente de points d'échantillonnage de l'espace objet. En faisant varier dans le temps l'état du réseau d'obturateurs, on réalise in fine un échantillonnage plus dense de l'espace objet. 15 Selon une autre variante, la caméra plénoptique comprend, juxtaposées ou imbriquées dans le même plan, au moins deux matrices d'éléments optiques dédiées chacune à une longueur d'onde différente. En amont de chaque élément optique se trouve un filtre passe bande, pour associer chaque élément optique à la détection d'une longueur d'onde en particulier, et définir 20 lesdites plusieurs matrices d'éléments optiques. A chaque matrice d'éléments optiques correspond un échantillonnage différent de l'espace objet. En fonctionnement, l'objet est éclairé successivement aux plusieurs longueurs d'onde. 25 REVENDICATIONS1. Procédé de reconstruction tridimensionnelle d'une surface d'intérêt (200), à l'aide d'une caméra plénoptique comprenant un système optique d'entrée (110), un capteur optique matriciel (130) comprenant une pluralité de pixels, et une matrice (120 ; 220 ; 330 ; 420) d'éléments optiques (121; 221 ; 321 ; 421) disposée entre le système optique d'entrée et le capteur optique matriciel, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : détermination des coordonnées tridimensionnelles d'une série de points du champ objet de la caméra plénoptique, dits points d'échantillonnage (Pj) ; détermination de données de calibration, associant à chaque point d'échantillonnage (Pj) un ensemble d'au moins deux pixels (pk) du capteur optique matriciel ; définition d'une grille tridimensionnelle, dite grille de reconstruction, s'étendant dans le champ objet de la caméra plénoptique et dont chaque point est associé à un ou plusieurs point(s) d'échantillonnage (Pj) ; acquisition (401) d'au moins une image de la surface d'intérêt à l'aide de la caméra plénoptique (100) ; à partir des données de calibration et de l'image de la surface d'intérêt, calcul (402), pour chaque point de la grille de reconstruction, de la valeur d'un indice de dissemblance (Cri), fonction d'une ou plusieurs dispersion(s), chacune étant une dispersion entre les valeurs d'intensité prises, sur l'image de la surface d'intérêt, par les pixels associés au point d'échantillonnage (Pj) ou à l'un des points d'échantillonnage (Pj) associé(s) audit point de la grille de reconstruction ; détermination (403) d'une répartition tridimensionnelle des points de la grille de reconstruction, affectés chacun de leur valeur de l'indice de dissemblance (C,) ; reconstruction tridimensionnelle (404) de la surface d'intérêt. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les points de la grille de reconstruction sont constitués par les points d'échantillonnage (Pj), et en ce que l'indice de 3051584 29 dissemblance (C,) d'un point de la grille de reconstruction est fonction d'une dispersion entre les valeurs d'intensité prises, sur l'image de la surface d'intérêt, par les pixels associés au point d'échantillonnage (Pj) correspondant. 5 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la grille de reconstruction est une grille régulière, et en ce que l'étape de calcul, pour chaque point de la grille de reconstruction, de la valeur d'un indice de dissemblance (Cri), comprend : une attribution, à tous les points de la grille de reconstruction situés à une distance d'un point d'échantillonnage supérieure à un seuil prédéterminé, d'une même 10 valeur de l'indice de dissemblance, dite valeur d'extremum ; et pour chacun des autres points de la grille de reconstruction, un calcul, pour chaque point d'échantillonnage associé à ce point de la grille de reconstruction, de la dispersion entre les valeurs d'intensités prises sur l'image de la surface d'intérêt par les pixels associés audit point d'échantillonnage, et une combinaison des plusieurs 15 dispersions calculées pour obtenir l'indice de dissemblance. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la reconstruction tridimensionnelle met en oeuvre la recherche d'une surface (200') située dans le champ objet de la caméra plénoptique (100), passant par une série de points de la 20 grille de reconstruction associée à une valeur cumulée minimale des valeurs de l'indice de dissemblance (Cn). 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la reconstruction tridimensionnelle (404) met en oeuvre un algorithme de coupe minimale. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la reconstruction tridimensionnelle (404) met en oeuvre un algorithme de programmation dynamique, considérant des sous-ensembles d'éléments optiques (121 ; 221 ; 321; 421) de la matrice d'éléments optiques. 25 3051584 30 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les étapes de détermination des coordonnées tridimensionnelles des points d'échantillonnage (Pj) et de détermination des données de calibration comprennent les sous-étapes suivantes : 5 pour chaque couple d'un élément optique (121; 221; 321; 421) de la matrice d'éléments optiques, et un pixel (pk) du capteur optique matriciel associé à cet élément optique, détermination d'un rayon image (R',) reliant le centre optique de l'élément optique et le centre du pixel ; pour chaque rayon image (R',) ainsi déterminé, calcul d'un rayon objet (R,) 10 correspondant, conjugué du rayon image par le système optique d'entrée (110) ; détermination de l'ensemble des points d'intersection (Pj) entre au moins deux rayons objet (R,), situés dans le champ objet de la caméra plénoptique, ces points d'intersection formant les points d'échantillonnage ; et détermination des données de calibration en identifiant, pour chaque point 15 d'échantillonnage, les au moins deux rayons objet correspondant, ces rayons objet étant associés eux-mêmes à au moins deux rayons image, et au moins deux pixels (pk) du capteur optique matriciel (130). 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les 20 étapes de détermination des coordonnées tridimensionnelles des points d'échantillonnage (Pj) et de détermination des données de calibration comprennent les sous-étapes suivantes : déplacement d'un point lumineux dans le champ objet de la caméra plénoptique (100) ; 25 pour chaque position du point lumineux, détermination de la présence ou l'absence d'au moins deux pixels (pk) illuminés sur le capteur optique matriciel (130), pour identifier les points d'échantillonnage (Pj) ; et pour chaque point d'échantillonnage (Pj) ainsi identifié, identification des au moins deux pixels (pk) illuminés, pour déterminer l'ensemble correspondant d'au moins 30 deux pixels du capteur optique matriciel. 3051584 31 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'étape d'acquisition d'une image de la surface d'intérêt est mise en oeuvre à l'aide d'une caméra plénoptique dans laquelle : 5 les centres optiques des éléments optiques (221) de la matrice (220) d'éléments optiques sont répartis selon une grille de répartition (640), aux points d'intersection entre une première série de lignes droites (641) et une seconde série de lignes droites (642) de cette grille de répartition ; et les lignes (641) de la première série de lignes de la grille de répartition sont réparties 10 à intervalles irréguliers et/ou les lignes (642) de la seconde série de lignes de la grille de répartition sont réparties à intervalles irréguliers. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'étape d'acquisition d'une image de la surface d'intérêt est mise en oeuvre à l'aide d'une caméra plénoptique dans 15 laquelle les distances entre deux lignes directement voisines de la première série de lignes (641) de la grille de répartition (640) sont comprises entre 95% et 105% d'une première valeur moyenne, et/ou les distances entre deux lignes directement voisines de la seconde série de lignes (642) de la grille de répartition (640) sont comprises entre 95% et 105% d'une seconde valeur moyenne pouvant être égale à la première valeur moyenne. 20 11. Procédé selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que l'étape d'acquisition d'une image de la surface d'intérêt est mise en oeuvre à l'aide d'une caméra plénoptique dans laquelle les distances entre deux lignes directement voisines de la première série de lignes (641) de la grille de répartition (640) sont réparties de façon aléatoire, et/ou les 25 distances entre deux lignes directement voisines de la seconde série de lignes (642) de la grille de répartition (640) sont réparties de façon aléatoire. 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que l'étape d'acquisition d'une image de la surface d'intérêt est mise en oeuvre à l'aide d'une 30 caméra plénoptique dans laquelle : 3051584 32 les centres optiques des éléments optiques (321) de la matrice (320) d'éléments optiques sont répartis selon une grille de répartition (740), aux points d'intersection entre une première série de lignes et une seconde série de lignes de cette grille de répartition ; 5 une grille objet (750), dont la grille de répartition est l'image par le système optique d'entrée (110), est constituée d'une première série de lignes droites, parallèles entre elles, et d'une seconde série de lignes droites, parallèles entre elles et sécantes avec les lignes de la première série de lignes ; et les lignes de la première et de la seconde séries de lignes de la grille de répartition 10 (740) comprennent une pluralité de lignes courbes. 13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'étape d'acquisition d'une image de la surface d'intérêt est mise en oeuvre à l'aide d'une caméra plénoptique dans laquelle les lignes de la première série de lignes de la grille objet sont réparties à intervalles 15 irréguliers et/ou les lignes de la seconde série de lignes de la grille objet sont réparties à intervalles irréguliers. 14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'il comprend l'acquisition de plusieurs images de la surface d'intérêt à l'aide de la caméra 20 plénoptique (100), associées à une pluralité de conditions d'éclairage de la surface d'intérêt, et en ce que l'indice de dissemblance associé à chaque point de la grille de reconstruction, est obtenu en combinant des dispersions associées à un même point d'échantillonnage et à chacune parmi les plusieurs conditions d'éclairage. 25 15. Dispositif de reconstruction tridimensionnelle comprenant une caméra plénoptique (100), et configuré pour mettre en oeuvre les étapes du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce qu'il comprend : une mémoire, pour stocker les données de calibration ; et des moyens de calcul, configurés pour déterminer les coordonnées 30 tridimensionnelles des points d'échantillonnage ainsi que les données de 3051584 33 calibration, et pour recevoir en entrée l'image acquise par la caméra plénoptique et les données de calibration, calculer la valeur de l'indice de dissemblance (C,) pour chaque point de la grille de reconstruction, déterminer une répartition tridimensionnelle des points de la grille de reconstruction affectés chacun de leur valeur de l'indice de dissemblance (Cri), et fournir en sortie une reconstruction tridimensionnelle de la surface d'intérêt.