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title: INFO911 (3b) Espaces colorimétriques
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# Espaces colorimétriques
## (Traitement et Analyse d'Image 3b)
> [name=Jacques-Olivier Lachaud][time=Novembre 2020][color=#907bf7]
> (Les images peuvent être soumises à des droits d'auteur. Elles sont utilisées ici exclusivement dans un but pédagogique)
###### tags: `info911`
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# Espaces colorimétriques
### Différents espaces pour différents usages
==Espaces de référence== : CIE RGB, CIE XYZ, CIE xy, CIELUV, CIELAB
==Synthèse additive== : RGB, HSV, HLS (affichage écran)
==Synthèse soustractive== : CMY, CMYK (impression)
==Autres espaces== : YUV, Y'UV, Y'DbDr (vidéo)
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# Espace CIE XYZ (1)
## Modélise la perception des couleurs dans un espace 3D
Choix de trois vecteurs 3D $\{P_1\}$, $\{P_2\}$, $\{P_3\}$, couleurs mono-chromatiques
Couleur $\{C\}=C_1 \cdot \{P_1\} + C_2 \cdot \{P_2\} + C_3 \cdot \{P_3\}$
Pour longueur d'onde $\lambda$, $\{P_\lambda\} = c_1(\lambda) \cdot \{P_1\} + c_2(\lambda) \cdot \{P_2\} + c_3(\lambda) \cdot \{P_3\}$
$c_1(\lambda), c_2(\lambda), c_3(\lambda)$ déterminés empiriquement par observateurs
Couleur $\{C\}=\int_{\Lambda} f(\lambda) \cdot \{P_\lambda\}d\lambda$ superposition de couleurs mono-chromatiques
$\{C\} = \underbrace{\int_{\Lambda} f(\lambda)c_1(\lambda)d\lambda}_{C_1} \cdot \{P_1\}+ \underbrace{\int_{\Lambda} f(\lambda)c_2(\lambda)d\lambda}_{C_2} \cdot \{P_2\}+ \underbrace{\int_{\Lambda} f(\lambda)c_3(\lambda)d\lambda}_{C_3} \cdot \{P_3\}$
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# Espace CIE XYZ (2)
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|:------------------------------------------------------------------------------------------------:|:---:|
| Choix des $c_1(\lambda),c_2(\lambda),c_3(\lambda)$ | diagramme CIE (x,y), Y luminance |
$\{X\}$, $\{Y\}$, $\{Z\}$ couleurs virtuelles (garantissent >=0), $\{Y\}$ est la luminance
$x=\frac{X}{X+Y+Z}$, $y=\frac{Y}{X+Y+Z}$, $z=\frac{Z}{X+Y+Z}$, du coup $z=1-x-y$
Inversement $(X,Y,Z)=(\frac{x}{y}Y,Y, \frac{1-x-y}{y}Y)$
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# Espace CIELAB ou (CIE L\*a\*b\*)
## Un espace pour mesurer les distances entre couleurs
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| ----------------------------------------------------------------------------------------------- | ------------------------------------------------------------------------------------------------ |
Autres espaces L\*u\*v\*, U'V'W' fondés sur les mêmes principes
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# Espace sRGB (Synthèse additive)
3 composantes R, G, B, Addition de trois lumières rouge, vert, bleu
$\{C\} = R \cdot \{rouge\} + G \cdot \{vert\} + B \cdot \{bleu\}$, Lum=0,299R+0,587G+0,114B
|  |  |  |
| -------- | -------- | -------- |
| lumières mono-chromatiques | Gamut sRGB | Espace sRGB |
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# Espace HSV (Synthèse additive)
Hue: teinte en dégrés, 0°=rouge, 60°=jaune, etc
Saturation: saturation ou pureté de la couleur, entre 0 et 1
Value: brillance de la couleur, entre 0 et 1
[Conversion de couleurs dans OpenCV](https://docs.opencv.org/master/de/d25/imgproc_color_conversions.html#color_convert_rgb_gray)
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# Espace HSL (Synthèse additive)
Hue: teinte en dégrés, 0°=rouge, 60°=jaune, etc
Saturation: saturation ou pureté de la couleur, entre 0 et 1
Luminosity: position entre le noir et le blanc, entre 0 et 1
[Conversion de couleurs dans OpenCV](https://docs.opencv.org/master/de/d25/imgproc_color_conversions.html#color_convert_rgb_gray)
`video-rubik`
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# Espace CMYK (Synthèse soustractive)
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| ----------------------------------------------------------------------------------------------------- | ------------------------------------------------------------------------------------------ | ------------------------------------------------------------------------------------------ |
| Gamut | Image | Quadrichromie |
Conversion (c,m,y) := (1-R, 1-G, 1-B)
Extration du noir k = min(c,m,y)
Correction des couleurs (C,M,Y,K) = (c-k, m-k, y-k, k)
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# Impression par quadrichromie
Impossible d'atténuer une encre ! On met ou ne met pas d'encre.
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| -------- | -------- |
| rayons dépendent de c,m,y,k | finesse d'impression |
`video-tramage`
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# Quizz
- Une couleur existe-t-elle sans un observateur ?
- Peut-on montrer mathématiquement qu'il existe des couleurs métamères ?
- Qu'est-ce que le Daltonisme ?
- Est-on sensible de la même façon aux variations de bleu, de rouge ou de vert ?
- Peut-on s'en servir pour compresser les images couleur ?
- Donnez un exemple d'image qui a plus de trois canaux
- Y a-t-il des animaux qui peuvent voir plus de canaux que l'homme ?
- Pourquoi ne fait-on pas des écrans avec plus de 3 canaux de couleurs ?
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# Quizz (2)
Canaux codés en hexadécimal sur 1 octet, 00 à FF
```graphviz
digraph hierarchy {
rankdir="LR"
nodesep=1.0 // increases the separation between nodes
node [color=Red,fontname=Courier,shape=box,fillcolor="#f08020",style=filled] //All nodes will this shape and colour
edge [color=Blue, style=dashed] //All the lines look like this
RGB [label="RGB=F0,80,20"]
CMYK [label="CMYK ?"]
RGB -> CMYK
CMYK2 [label="CMYK=A0,00,60,20",shape=box,fillcolor="#20d070"]
RGB2 [label="RGB?",shape=box,fillcolor="#20d070"]
CMYK2 -> RGB2
}
```