TI & Vision - Cours n°2
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Traitement E t
Reconnaissance d'Images
Antoine Man zanera – ENSTA/UEI
Antoine MANZANERA Cours TE RI – Master 2 UP MC Paris 6 Introduction a ux images c ouleur
Couleur : perception, formalismes, tr aitements
● Aspects physiques et p erceptuels
● Acquisition et R estitution
● Les esp aces co uleur : RGB, X YZ, HSV, Y uv
● Traitements d 'images co uleur
page 2Antoine MANZANERA Cours TE RI – Master 2 UP MC Paris 6 La couleur : Introduction
Les couleurs trouvent leur origine dans la séparation de la lumière blanche naturelle en
composantes absorbées et composantes réfléchies. Toute source lumineuse visible est composée
d'un mélange d'ondes électromagnétiques cohérentes (i.e. couleurs pures), dont la longueur d'onde
est comprise entre 0 ,4 µm (violet) et 0, 7 µ m (rouge) :
Un mélange quelconque de ces couleurs pures engendre une autre couleur, qu'on peut qualifier en
termes de nuances selon différents critères pl us ou m oins i ntuitifs :
« teinte » « foncé / clair » « pure / délavé »
La que stion principale que nous allons c onsidérer dans la suite e st :
« Comment représenter ces couleurs dans un espace qui soit à la fois facile à manipuler et qui
soit pertinent e n termes d' analyse d'images couleur ? »
page 3Antoine MANZANERA Cours TE RI – Master 2 UP MC Paris 6 La t richromie
Le principe de la trichromie réside dans la découverte qu'il suffit d'un triplet de couleurs pures
pour ...
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Reconnaissance d'Images
Antoine Man zanera – ENSTA/UEI
Antoine MANZANERA Cours TE RI – Master 2 UP MC Paris 6 Introduction a ux images c ouleur
Couleur : perception, formalismes, tr aitements
● Aspects physiques et p erceptuels
● Acquisition et R estitution
● Les esp aces co uleur : RGB, X YZ, HSV, Y uv
● Traitements d 'images co uleur
page 2Antoine MANZANERA Cours TE RI – Master 2 UP MC Paris 6 La couleur : Introduction
Les couleurs trouvent leur origine dans la séparation de la lumière blanche naturelle en
composantes absorbées et composantes réfléchies. Toute source lumineuse visible est composée
d'un mélange d'ondes électromagnétiques cohérentes (i.e. couleurs pures), dont la longueur d'onde
est comprise entre 0 ,4 µm (violet) et 0, 7 µ m (rouge) :
Un mélange quelconque de ces couleurs pures engendre une autre couleur, qu'on peut qualifier en
termes de nuances selon différents critères pl us ou m oins i ntuitifs :
« teinte » « foncé / clair » « pure / délavé »
La que stion principale que nous allons c onsidérer dans la suite e st :
« Comment représenter ces couleurs dans un espace qui soit à la fois facile à manipuler et qui
soit pertinent e n termes d' analyse d'images couleur ? »
page 3Antoine MANZANERA Cours TE RI – Master 2 UP MC Paris 6 La t richromie
Le principe de la trichromie réside dans la découverte qu'il suffit d'un triplet de couleurs pures
pour ...
Antoine Manzanera– ENSTA/UEI
Traitement Et
Reconnaissance d'Images
Couleur : perception, formalismes, traitements
● Aspects physiques et perceptuels ● Acquisition et Restitution ●Les espaces couleur : RGB, XYZ, HSV, Yuv ●Traitements d'images couleur
Introduction aux images couleur
« teinte »
Un mélange quelconque de ces couleurs pures engendre une autre couleur, qu'on peut qualifier en termes de nuances selon différents critères plus ou moins intuitifs :
« pure / délavé »
« foncé/ clair »
Les couleurs trouvent leur origine dans laséparation de la lumière blanchenaturelle en composantesabsorbéeset composantesréfléchies. Toute source lumineuse visible est composée d'unmélange d'ondesélectromagnétiques cohérentes(i.e. couleurs pures), dont la longueur d'onde est comprise entre 0,4µm (violet) et 0,7µm (rouge) :
La question principale que nous allons considérer dans la suite est : « Comment représenter ces couleurs dans un espace qui soitàla fois facileàmanipuler et qui soit pertinent en termes d'analyse d'images couleur ? »
La couleur : Introduction
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La trichromie
Le principe de la trichromie réside dans la découverte qu'il suffit d'untriplet de couleurs pures pour restituer – par mélange de ces 3 composantes qu'on peut qualifier deprimaires– l'intégralitédes couleurs.
Le cercle de Newton peut ainsi se « résumer » en un triangle de primaires.
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En remplissant le triangle de primaires selon la loi des aires ci-dessous, on obtient le triangle de Maxwell :
La trichromie permet donc de voir l'ensemble des couleurs comme un espace vectoriel de dimension 3, où3 sources lumineuses primaires (r,g,b) varient en intensitéentre 0 et 100%.
Dans lesécrans cathodiques (CRT), 3 canonsà électrons balayent une grille de photophores rouges, verts et bleus, avec une intensitévariable.
s lesécransà liquides (LCD), 3 matrices de cristaux cristaux liquides sont contrôlées par un couple de polariseurs qui change l'orientation, des cristaux, en modifiant la transparence de chaque pixel, ces matrices sont rétro-éclairéesàtravers des filtres rouge, vert et bleu.
Restitution de la couleur
Ce principe de synthèse additive de la couleur se retrouve dans la plupart des dispositifs lumineux de restitution de la couleur : CRT, LCD, Plasma.
Ne pas faire de confusion entre lasynthèse additiveréalisée par dessources lumineuses chromatiqueset lasynthèse soustractiveopérée par le mélange depigments colorés.
Synthèse additive et synthèse soustractive
caméras CCD les plus coûteuses intègrent 3 matrices hotosensibleséclairées par des prismes semi-réflecteurs. Les caméras CCD et CMOS grand public intègrent une seule matrice avec des d leu.
Acquisition de la couleur
Tri-CCD
Les systèmes d'acquisition de la couleur fonctionnent aussi habituellement par une combinaison locale de capteurs sélectifs sensiblesàune certaine partie du spectre lumineux.
Matrice de Bayer Dans les matrices de Bayer, noter que la résolution spatiale est différente de la résolution couleur, ce qui implique une interpolation de la valeur de chaque composante pouréviter les phénomènes d'aliasing de couleur.
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taux de vert
taux de rouge
origine
L'espace RGB est l'espace vectoriel engendrépar les 3 composantes primaires (Rouge, Vert, Bleu). L'ensemble des couleurs produites se représente comme l'intérieur d'un cube :
L'espace RGB
taux de bleu
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Axe achromatique
L'espace RGB
Triangle chromatique
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Limites de la trichromie
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En réalité, les trois composantes RGB ne permettent pas de reconstituer vraiment toutes les couleurs perceptibles par l'oeil humain :
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Résultats de l'expérience de color matching sur un grand nombre de sujets.
Le triangle de Maxwell et le diagramme CIE.
Limites de la trichromie
