Cours VA-2 2024-2025 Acquisition d’image PDF

Sensible à la lumière Acquisition d’image Un capteur photographique est un composant électronique photosensible sous forme d’une matrice servant à convertir un rayonnement électromagnétique (UV, visible ou IR) en un signal électrique analogique. L’élément de cette matrice est appelé photosite...

Sensible à la lumière Acquisition d’image Un capteur photographique est un composant électronique photosensible sous forme d’une matrice servant à convertir un rayonnement électromagnétique (UV, visible ou IR) en un signal électrique analogique. L’élément de cette matrice est appelé photosite. Capteur photographique ou photo capteur Lentille Photosite Le photo-capteur est un dispositif électronique utilisé pour capter les signaux lumineux Ce signal est ensuite amplifié, puis numérisé par un convertisseur analogique-numérique et enfin traité pour obtenir une image numérique. Le capteur est donc le composant de base des cameras et appareils photo 1 numériques, l'équivalent du film en photographie argentique. 21/10/2024 2 21/10/2024 3 21/10/2024 4 21/10/2024 5 21/10/2024 8 La synthèse additive des couleurs est le procédé consistant à combiner les lumières de plusieurs sources colorées dans le but d'obtenir une lumière colorée quelconque dans un gamut (espace de couleur) déterminé. La synthèse additive utilise généralement trois lumières colorées : une rouge, une verte et une bleue.  Jaune (255,255,0) Cyan (0,255,255) Magenta (255,0,255) 21/10/2024 10  Synthèse additive 21/10/2024 11 La synthèse soustractive des couleurs est le procédé consistant à combiner l'absorption d'au moins trois colorants pour obtenir les nuances d'une gamme. Le terme soustractif vient du fait qu'un objet coloré absorbe une partie de la lumière incidente. Il soustrait donc de l'énergie de celle-ci. Celles-ci déterminent la couleur résultante. 21/10/2024 12 21/10/2024 13 La synthèse additive est réalisée par des sources lumineuses (TV) par contre la synthèse Soustractive est Opérée par le mélange de pigment coloré (peinture, imprimerie). 21/10/2024 14 21/10/2024 15 21/10/2024 16 21/10/2024 17 21/10/2024 18 Les caméras CCD les plus coûteuses intègrent 3 matrices photosensibles éclairées par des prismes semi réflecteurs. Ces trois matrices captent les trois plans couleurs (représentés par des flèches; rouge, verte et bleue) représentants l’image couleur filtrée. Les caméras CCD et CMOS grand public intègrent une seule matrice avec des damiers de filtres rouge, vert, bleu appelée filtre de Bayer. Lumière blanche 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 pour éviter les phénomènes d'aliasing de couleur. 19  Image verte 03 filtres; rouge, vert et bleu Image bleue Image couleur Image rouge Système tri-CCD 20 Le filtre de Bayer (Bryce E. Bayer, 1976) est constitué de cellules unitaires appartenant aux trois couleurs primaires : Rouge, vert ou bleu. Sur chaque groupe de quatre photosites on trouve un pour le bleu, un pour le rouge et deux pour le vert afin de reconstituer le signal lumineux en fonction de la sensibilité de notre vision. 21  Du fait de la précision requise, les pastilles colorées du filtre sont déposées directement sur le capteur avec une technologie proche de la photolithographie des circuits intégrés, de même que le réseau de micro-lentilles. Pastille colorée du filtre Micro-lentille Phototransistor C'est le logiciel du photoscope qui va recréer les couleurs, en tenant compte des courbes de réponse spectrale pour un résultat final en trichromie ; un des problèmes est de limiter le bruit électronique qui se traduit par des effets de moiré sur les zones de faible lumière par de judicieux compromis lors du traitement d'image (interpolation, filtrage : voir Traitement du signal). 22 Josselin DAYDE – Forum Lumix - Agora du Net – 17/10/2009 23 RAPPEL SUR LES CAPTEURS -Chaque photosite est recouvert d’un filtre. - Exemple du domaine RVB : -La sensibilité du photosite vert est moins importante, il en faut 2 fois plus. 1 pixel sera donc composé de 4 photosites - On peut aussi travailler en mode CMJN 24 21/10/2024 25