Correction gamma: Améliorer la clarté visuelle en vision par ordinateur : la technique de correction gamma

Par Fouad Sabry

Qu'est-ce que la correction gamma

La correction gamma, souvent appelée gamma, est un processus non linéaire utilisé dans les systèmes vidéo ou d'images fixes dans le but d'encoder et de décoder la luminance. ou valeurs tristimulus. L'un des moyens les plus simples de définir la correction gamma consiste à utiliser la déclaration de loi de puissance présentée ci-dessous :

Comment vous en bénéficierez

(I) Informations et validations sur les sujets suivants :

Chapitre 1 : Correction gamma

Chapitre 2 : Modèle de couleur RVB

Chapitre 3 : Niveaux de gris

Chapitre 4 : sRVB

Chapitre 5 : Espace colorimétrique Adobe RVB

Chapitre 6 : Cartographie des tons

Chapitre 7 : Rec. 709

Chapitre 8 : Rec. 2020

Chapitre 9 : Vidéo à plage dynamique standard

Chapitre 10 : Log hybride ? gamma

(II) Répondre aux principales questions du public sur la correction gamma.

(III) Exemples concrets d'utilisation de la correction gamma dans de nombreux domaines.

À qui s'adresse ce livre

Professionnels , les étudiants de premier cycle et des cycles supérieurs, les passionnés, les amateurs et ceux qui souhaitent aller au-delà des connaissances ou des informations de base pour tout type de correction gamma.

 

 

• Langue: Français
• Éditeur: Un Milliard De Personnes Informées [French]
• Date de sortie: 28 avr. 2024

Aperçu du livre

Gamma Correction

Amélioration de la clarté visuelle dans la vision par ordinateur : la technique de correction gamma

Fouad Sabry est l'ancien responsable régional du développement commercial pour les applications chez Hewlett Packard pour l'Europe du Sud, le Moyen-Orient et l'Afrique. Fouad est titulaire d'un baccalauréat ès sciences des systèmes informatiques et du contrôle automatique, d'une double maîtrise, d'une maîtrise en administration des affaires et d'une maîtrise en gestion des technologies de l'information, de l'Université de Melbourne en Australie. Fouad a plus de 25 ans d'expérience dans les technologies de l'information et de la communication, travaillant dans des entreprises locales, régionales et internationales, telles que Vodafone et des machines professionnelles internationales. Actuellement, Fouad est un entrepreneur, auteur, futuriste, axé sur les technologies émergentes et les solutions industrielles, et fondateur de l'initiative One Billion Knowledge.

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Gamma Correction

Amélioration de la clarté visuelle dans la vision par ordinateur : la technique de correction gamma

Fouad Sabry

Copyright

Correction © gamma 2024 par Fouad Sabry. Tous droits réservés.

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Couverture dessinée par Fouad Sabry.

Bien que toutes les précautions aient été prises dans la préparation de ce livre, les auteurs et les éditeurs n'assument aucune responsabilité pour les erreurs ou omissions, ou pour les dommages résultant de l'utilisation des informations contenues dans le présent document.

Table des matières

Chapitre 1 : Correction gamma

Chapitre 2 : Modèle colorimétrique RVB

Chapitre 3 : Niveaux de gris

Chapitre 4 : sRGB

Chapitre 5 : Espace colorimétrique Adobe RVB

Chapitre 6 : Cartographie des tons

Chapitre 7 : Rec. 709

Chapitre 8 : Rec. 2020

Chapitre 9 : Vidéo à plage dynamique standard

Chapitre 10 : Gamma logarithmique hybride

Appendice

À propos de l'auteur

Chapitre 1 : Correction gamma

Le gamma, ou correction gamma, est un processus non linéaire utilisé dans les systèmes vidéo et d'images fixes pour coder et décoder les valeurs de luminance ou de tristimulus. Dans sa forme la plus simple, la correction gamma est définie par l'expression de la loi de puissance :

{\displaystyle V_{\text{out}}=AV_{\text{in}}^{\gamma },}

où la valeur d'entrée réelle non négative V_{{\text{in}}} est élevée à la puissance \gamma et multipliée par la constante A pour obtenir la valeur de sortie V_{{\text{out}}} .

Pour la valeur la plus fréquente de A = 1,, En règle générale, les valeurs d'entrée et de sortie sont comprises entre 0 et 1.

Une valeur gamma \gamma <1 est parfois appelée gamma de codage, L'utilisation de cette non-linéarité de la loi de puissance de compression dans le codage est connue sous le nom de compression gamma ; à l'inverse, une valeur gamma \gamma >1 est appelée gamma de décodage, De plus, l'utilisation de l'expansion de la loi de puissance non linéaire est connue sous le nom d'expansion gamma.

En utilisant la manière non linéaire dont les humains perçoivent la lumière et la couleur, l'encodage gamma des images est utilisé pour optimiser la consommation de bits lors de l'encodage d'une image ou de la bande passante utilisée pour transmettre une image. C'est pourquoi il faut beaucoup d'énergie créative pour décider de la meilleure façon de montrer l'image originale dans sa version réduite. La correction gamma, souvent connue sous le nom de sélection de contraste, est un outil de la boîte à outils du photographe pour affiner le produit final.

Les capteurs électroniques sont utilisés dans les appareils photo numériques pour enregistrer la lumière, et ils réagissent généralement de manière linéaire. Les transformations de l'espace colorimétrique et les transformations de rendu seront effectuées lors du processus de transformation des données brutes linéaires en données RVB standard (par exemple, pour le stockage au format d'image JPEG). En particulier, les intensités des couleurs primaires d'une reproduction photographique sont encodées de manière non linéaire (par compression gamma) dans presque tous les espaces colorimétriques RVB standard et les formats de fichiers. De plus, il existe une non-linéarité de reproduction des tons entre la reproduction planifiée et les intensités de la scène mesurées.

La théorie gamma peut être utilisée pour analyser tout type de connexion non linéaire.

Pour la relation puissance-loi {\displaystyle V_{\text{out}}=V_{\text{in}}^{\gamma }} , Sur une échelle logarithmique, la courbe ressemble à une ligne droite, avec une pente gamma égale constante L'opérateur de dérivée (ici remplaçant la pente) :

{\displaystyle \gamma ={\frac {\mathrm {d} \log(V_{\text{out}})}{\mathrm {d} \log(V_{\text{in}})}}.}

Si vous tracez un graphique d'entrée-sortie sur des axes logarithmiques, la pente du graphique correspond au gamma. Cette pente est constante pour les courbes de loi de puissance, mais le concept peut être généralisé à n'importe quelle courbe en définissant gamma (plus précisément, « gamma ponctuel ») comme la pente de la courbe en un point donné.

Un graphique avec le logarithme d'exposition sur l'axe horizontal et la densité (ou le logarithme négatif de transmittance) sur l'axe vertical représente les résultats de l'exposition d'un film photographique à la lumière. Cette courbe est la caractéristique déterminante ou caractéristique d'une technique spécifique de composition et de traitement d'un film. Courbe définie par la transformée de Hurter-Driffield.

Les récepteurs et les écrans de télévision qui utilisent des tubes cathodiques (CRT) ne nécessitent généralement pas de correction gamma supplémentaire lors de la sortie. La compression gamma des signaux vidéo transmis ou stockés est conçue pour coïncider avec l'expansion gamma du tube cathodique (bien que ce ne soit pas exactement l'inverse). Les valeurs gamma utilisées dans les signaux TV sont définies par les spécifications vidéo analogiques. Les systèmes de couleurs NTSC (M et N) utilisent un gamma de 2,2, tandis que les systèmes de couleurs PAL et SECAM (B/G/H/I/D/K/K1 et L) utilisent un gamma de 2,8.

Les images sont souvent codées avec un gamma d'environ 0,45 et décodées avec le gamma réciproque de 2,2 dans les systèmes d'affichage informatique. Les ordinateurs Macintosh étaient une exception ; avant la sortie de Mac OS X 10.6 (Snow Leopard) en septembre 2009, ils encodaient avec gamma 0.55 et décodaient avec gamma 1.8. Quoi qu'il en soit, les données binaires dans les fichiers d'images fixes (comme JPEG) et les fichiers vidéo (comme MOV) sont expressément codées (c'est-à-dire qu'elles portent des valeurs codées en gamma, et non des intensités linéaires) (comme MPEG). Si l'on souhaite une meilleure correspondance avec le gamma du périphérique de sortie, le système peut contrôler davantage les deux situations, grâce à la gestion des couleurs.

L'espace colorimétrique sRGB standard adopté par la grande majorité des appareils photo, PC, imprimantes et copieurs ne suit pas la même non-linéarité de la loi de puissance décrite ci-dessus, d'autre part, sa valeur gamma de décodage est assez constante autour de 2,2, selon