TRAITEMENT (NUMÉRIQUE) D`IMAGE Introduction

TRAITEMENT D’IMAGE – Achille Braquelaire
Ces pages sont destin´ ees ` a faciliter la prise de notes. Elles sont produites automatiquement ` a
partir du source L
A
T
E
X du diaporama servant de support de cours, et leur mise en page est par
cons´ equent approximative.
TRAITEMENT (NUM´ ERIQUE) D’IMAGE
Introduction
1. Qu’est-ce que le traitement d’image ?
Synth`ese
Acquisition
Traitement
— transformations prenant une image num´erique en entr´ee et produisant une image num´erique en sortie
—on s’int´eressera principalement aux images num´eriques 2D
— images naturelles num´eris´ees
— images artificielles synth´etis´ees
2. Qu’est ce qu’une image ≪naturelle ≫2D ?
— une ≪image naturelle ≫2D r´esulte de la conjonction de plusieurs ph´enom`enes :
sc`ene 3D
source lumineuse + capteur plan
— mais cela ne suffit pas...
— l’image d´epend du syst`eme de vision
1

c
3DEXPERIENCE - Dassault Syst`emes
— sc`ene urbaine vue par un humain moyen
sc`ene urbaine vue par un chien
sc`ene urbaine vue par un chat
sc`ene urbaine vue par un rat
sc`ene urbaine vue par une abeille
— image naturelle = interaction lumi`ere/mati`ere
+ dispositif d’acquisition
+ syst`eme de vision
3. Des images pas si naturelles que ¸ca...
Rep`eres ´epist´emologiques : l’antiquit´e
— rayon de l’œil vers l’objet (pythagoriciens vers -550) vs rayon de l’objet vers l’œil (atomistes, Epicure
vers -300)
—Socrate vers -450 puis Platon (vers -400) : interactions entre des ´emissions de l’objet et de l’œil
—Aristote (vers -360) : remarque que le jaune r´esulte d’un rapprochement entre le rouge et le vert
—Euclide (vers -300) : optique g´eom´etrique (rayons lumineux)
—Ptol´em´ee (entre 100 et 150) : r´eflexion, r´efraction air/eau, couleur
Rep`eres ´epist´emologiques : l’age d’or arabe
—Al-Khwarizmi (780 -850) : Algoritmi,≪p`ere de l’alg`ebre ≫
—Al-Kindi (vers 801-873) : toute chose dans le monde ´emet des rayons dans toutes les directions
—Ibn al-Haytham (965-1039) : ≪p`ere de l’optique ≫
—Ibn Sahl (vers 940-1000) : premi`ere mention de la loi de la r´efraction
—al-Haytham – Alhazen : (trait´e d’optique 1015 - 1021) ; p`ere de l’optique, premi`ere argumentation
fond´ee en faveur de l’œil r´ecepteur et non ´emetteur
Rep`eres ´epist´emologiques : la Renaissance
—Alberti, Piero della Francesca (`a partir de 1430) : perspective
2

Rep`eres ´epist´emologiques : ´epoque moderne
—Snell (1530-1626) : ≪lois de Descartes ≫
—Newton (1642-1725) : th´eorie corpusculaire,cercle chromatique
—Huygens (1690) : mod`ele ondulatoire (Fresnel – 1815)
—Helmholtz (1821-1894) : trois types de r´ecepteurs dans l’oeil (th´eorie des trois couleurs de Young-
Helmholtz)
—Chevreul (1786-1889) : loi du contraste simultan´e (1839)
—Maxwell (1831-1879) : th´eorie ´electromagn´etique
—Planck (1858-1947) : l’´energie est quantique
—CIE, 1931 : courbes colorim´etriques normalis´ees
—Land, 1964..1987 : retinex, constance des couleurs
Rep`eres technologiques
—lentille (Assyrie vers -750), chambre noire(Ibn al-Haytham ∼1000)
—photographie (1824), polaroid (1929), maser (1953), laser (1960), holographie (1948, 1960), interf´erom´etrie
(1970), premi`ere image IRM (ann´ees 70), etc.
—image num´erique (ann´ees 1950)
4. Sur quoi repose le traitement d’image ?
— compr´ehension de l’ensemble du processus de formation des images : physique + physiologique + sensoriels
IH
IM
IL
R780
380 E(λ)S{H,M,L}(λ)dλ
lumi`ere/mati`ere
E(λ)
chrominance
intensit´e
m´ecanismes
r´etiniens cortex
visuel
Œil
— compr´ehension du processus de num´erisation
— n´ecessit´e d’adopter une approche interdisciplinaire :
— physique : photonique, optique, colorim´etrie
— neurosciences, perception visuelle
— th´eorie du signal
— mod`eles et outils math´ematiques, informatique
5. ` A quoi peut servir le traitement d’image ?
3

Synth`ese
Traitement
Acquisition
— `a traiter le r´esultat d’une acquisition : correction de d´efauts suppression d’erreurs...
ex-correction-1 ex-correction-3
5. ` A quoi peut servir le traitement d’image ?
Acquisition
Synth`ese
Traitement
— `a modifier les caract´eristiques d’une image : nettet´e/flou, contraste, couleur, forme...
par exemple, recherche d’un effet dont la r´esultat est subjectif
— ´eclaircir ou assombrir une partie de l’image
— att´enuer ou renforcer certains d´etails
4

5. ` A quoi peut servir le traitement d’image ?
Acquisition
Synth`ese
Traitement
Analyse
— `a simplifier l’image, `a extraire des ´el´ements significatifs pour faciliter l’analyse
seuil-hist-lapl-00 seuil-hist-lapl-2 seuil-hist-lapl-5
5. ` A quoi peut servir le traitement d’image ?
Acquisition
Traitement
Analyse
Synth`ese
5