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Télécom ParisTech (1999-02-15), Schmitt Francis (Dir.)
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Acquisition et reproduction d'images couleur : approches colorimétrique et multispectrale
Jon Hardeberg1

Le but de ce travail est de développer des méthodes spécifiques pour l'acquisition et la reproduction d'images numériques de très haute qualité colorimétrique. Pour parvenir à ce but, il est nécessaire de maîtriser toute la chaîne du traitement de l'information couleur. La première partie de cette étude porte plus spécifiquement sur le problème de la caractérisation colorimétrique des scanners et des imprimantes, en nous référant à un espace colorimétrique indépendant : l'espace CIELAB. L'algorithme proposé pour la caractérisation colorimétrique d'un scanner est le suivant : une mire de couleurs standardisée est d'abord numérisée, puis la réponse RVB du scanner est comparée avec les valeurs colorimétriques CIELAB de chaque échantillon de la mire. A partir de ce jeu de données, nous modélisons la réponse du scanner par une méthode de régression polynomiale d'ordre 3. Une des originalités de notre approche est d'optimiser directement dans l'espace CIELAB, sans passer par l'intermédiaire de l'espace CIEXYZ : l'erreur ainsi minimisée correspond assez bien à l'erreur visuelle. Nous avons ensuite elaboré une méthode originale pour la caractérisation colorimétrique d'une imprimante couleur. Elle met en oeuvre des techniques de géométrie algorithmique 3D permettant la conversion de tout point de couleur spécifié dans l'espace colorimétrique CIELAB, en un point dans l'espace de couleurs CMJ propre à l'imprimante. Elle prend aussi en compte le problème des couleurs non imprimables. Nous construisons deux structures tridimensionnelles partitionnant l'espace en deux ensembles de tétraèdres, la structure interne et la structure externe. La structure interne couvre l'ensemble des couleurs reproductibles par l'imprimante, appelé color gamut, et l'union des deux structures couvre entièrement le domaine de définition de l'espace CIELAB. Ces structures nous permettent de déterminer facilement si une couleur est à l'intérieur où à l'extérieur du solide des couleurs, d'appliquer tout type de procédé de gamut mapping si nécessaire, et puis de calculer par interpolation tétraédrique non-uniforme les valeurs CMJ correspondantes. Nous établissons ainsi le modèle inverse de l'imprimante. Dans une deuxième partie, pour atteindre une précision et une fidélité des couleurs encore plus grandes, nous avons mené une étude sur l'acquisition d'images multispectrales à l'aide d'une caméra numérique professionnelle et d'un ensemble de filtres chromatiques sélectionnés. Ainsi nous pouvons reconstruire en chaque pixel la réflectance spectrale du point de la surface de l'objet imagé en ce pixel. Dans cette étude nous proposons plus particulièrement des méthodes nouvelles pour la caractérisation spectrale du système d'acquisition d'images, ainsi que pour la sélection d'un ensemble de filtres. Cette sélection est optimisée pour un ensemble donné : caméra, illuminant, et réflectances spectrales. Nous atteignons ainsi une très bonne qualité spectrale et colorimétrique. En particulier nous démontrons que l'estimation des couleurs d'une scène sous n'importe quel illuminant est nettement meilleure en utilisant des images multispectrales, qu'avec une approche classique basée sur des images couleur.
1:  LTCI - Laboratoire Traitement et Communication de l'Information [Paris]
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http://pastel.paristech.org/archive/00000026/

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colour science and engineering – colour imaging – colour management – colour facsimile

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