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Fiche détaillée Thèses
Université Joseph-Fourier - Grenoble I (22/11/2007), Jeanny Hérault (Dir.)
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L'échantillonnage spatio-chromatique dans la rétine humaine et les caméras numériques
Brice Chaix De Lavarène1

Il est aujourd'hui établi que la vision des couleurs chez l'homme est permise par la présence de trois types de photorécepteurs, sensibles respectivement aux courtes, moyennes et grandes longueurs d'onde de la lumière. La présence de ces trois classes d'échantillonneurs induit un espace perceptif des couleurs tridimensionnel. Par ailleurs, les expériences psycho-physiques montrent que le système visuel humain construit trois voies perceptives à partir de l'image échantillonnée au niveau des cônes. L'une contient l'information achromatique, appelée lumi- nance, et les deux autres véhiculent les informations d'oppositions de couleurs rouge moins vert et bleu moins jaune. Cependant, le système visuel est confronté à un problème de taille puisqu'à chaque position spatiale de la rétine, un seul cône est présent. Chaque cône mesure, par conséquent, à la fois l'information de luminance et l'information de couleur. Le mécanisme permettant le passage de cette information rétinienne ambiguë à trois voies perceptives distinctes est encore mal compris, en particulier dans le cas d'un arrangement irrégulier des cônes, tel que c'est le cas dans la rétine. Nous proposons un modèle d'estimation de la luminance et des oppositions de couleurs s'appliquant quel que soit l'arrangement spatial des photorécepteurs, et discutons de ses impli- cations pour le traitement rétinien de la couleur. Ce modèle s'applique également au domaine des caméras numériques dites "mono-capteur", ces dernières étant confrontées à la même pro- blématique d'échantillonnage spatio-chromatique que la rétine.
1 :  GIPSA-lab - Grenoble Images Parole Signal Automatique
retine – caméra – chantillonnage irrégulier – interpolation – couleur – luminance – chrominance

Spatio-chromatic sampling in the human retina and in digital cameras
It is now well established that the human color vision is allowed by the presence of three types of photoreceptors, sensitive respectively to the short, middle and long wavelengths of light. The presence of these three classes of samplers inducts a perceptive colour space of three dimensions. It is for instance possible to repoduce any colour using three basic colours, cal- led primary colours. Besides, psycho-physics experiments show that the human visual system builds three perceptive channels from the retinal image sampled by the cones. One conveys the achromatic information, called luminance, and the two others convey the colour oppositions red minus green and blue minus yellow.However, the visual system faces a dramatic problem since at each spatial position in the retina, only one sort of cone is present. Consequently, each cone measures both luminance and color information. The mecanism transforming this ambiguous retinal image into three disctinct channels is still not clear, especially when considering the random arrangement of the cones.We propose a model of estimation of the luminance and colour opposition channels. This models applies to any spatial arrangement of the photoreceptors. We also discuss its implica- tions for the retinal processing of colour. This model also applies, in an effective manner, to single-sensor cameras, which are confronted to the same spatio-chromatic sampling issue.
retina – camera – irregular sampling – interpolation – colour – luminance – chrominance