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Maths et imagerie numérique 2014.pdfFonctionsETimages.pdf1 Avec GIMP
Dans un outil de traitement d'images comme Gimp, vous pouvez ajuster la luminosité et le contraste d’une image en jouant sur des courbes (Menu « Couleurs », outil « Courbes... »). Une courbe représente graphiquement la manière dont chaque valeur de pixel est transformée : en abscisse, on trouve les valeurs de pixel d'origine, et en ordonnée, les valeurs des pixels dans l'image ajustée, le lien entre les deux se faisant via la courbe.
Notice GIMP version plus accessible encore plus accessible
Ci-dessous vous trouverez 4 courbes de valeurs et 4 propositions d’effets sur une image.
- Courbe tonale:
Retoucher une image revient à modifier les valeurs de certains pixels. On peut le faire localement (à un endroit bien précis de l’image) ou globalement. Dans ce dernier cas, on utilise un outil appelé « courbe tonale », qui ressemble au
dessin ci-dessous. Sur l’abscisse, on lit les valeurs originales des pixels et sur l’ordonnée les valeurs après modifications. Sur le graphique ci-contre, tous les pixels de valeurs 100 prendront la valeur 200. Ils vont donc s’éclaircir. La diagonale grise est la courbe où il n’y a aucune modification. En fait, il y a trois courbes tonales : une pour le rouge, une pour le vert et une pour le bleu. On les modifie souvent simultanément de la même façon, mais on peut aussi les modifier séparément.
Changer la luminosité :
Pour augmenter la luminosité, il suffit d’ajouter une valeur fixe à tous les niveaux.
Pour une valeur de + 96, tous les points de l’espace V’ seront blancs.
Merci à Johanne d’accepter de prêter son image à ce cours en remplaçant la traditionnelle Lena
- Première conséquence : les points les plus noirs auront une valeur égale à 96 et il n’existera plus aucun point entre 0 et 96.
- Deuxième conséquence : les points ayant une valeur supérieure à 160 deviendront des points parfaitement blancs, puisque la valeur maximale possible est 255. Il y a donc perte d’informations.
Pour éviter ces pertes d’informations, il faut que la courbe tonale rejoigne les axes tangentiellement, comme dans l’exemple ci-dessous. Ainsi, aucun point de débordera des valeurs limites minimale (0) ou maximale (255). Il sera en particulier possible de revenir en arrière.
Pour diminuer la luminosité il faudra au contraire soustraire une valeur fixe à tous les niveaux.
Pour une valeur de -100, tous les points de l’espace V » seront noirs.
- Première conséquence : les points les plus blancs auront une valeur égale à 156 et il n’existera plus aucun point entre 156 et 255.
- Deuxième conséquence : les points ayant une valeur comprise entre 0 et 100 deviendront noirs, puisque la valeur minimale est 0. Il y aura donc là aussi perte d’informations.
Augmenter le contraste :
Pour rendre une image plus contrastée, il faut assombrir les points foncés et éclaircir les points
clairs, par exemple comme dans la figure ci-dessous :
Les points de l’espace V » seront noirs et ceux de l’espace V ‘ blancs.
Pour les mêmes raisons que précédemment, cette manière de faire va causer des pertes d’informations. Aussi faut-il adoucir la courbe :
EXOS
Exercice 1:
- Dessinez une courbe tonale qui va diminuer le contraste.
- Dessinez une courbe tonale qui transformera une image couleur en une image composée de pixels noirs et de pixels blancs uniquement.
Exercice 2
Associez la courbe à l'effet qu'elle produit sur l'image en sélectionnant votre réponse dans chaque menu déroulant. Chaque courbe correspond à un et un seul effet, et vice-versa.
Courbe A :
1- Aucun effet 2- Baisse de luminosité 3- Augmentation du contraste 4- Meilleur contraste sur les tons sombres
2- Baisse de luminosité - correct
Courbe B :
1- Aucun effet 2- Baisse de luminosité 3- Augmentation du contraste 4- Meilleur contraste sur les tons sombres
4- Meilleur contraste sur les tons sombres - correct
Courbe C :
1- Aucun effet 2- Baisse de luminosité 3- Augmentation du contraste 4- Meilleur contraste sur les tons sombres
4- Meilleur contraste sur les tons sombres - incorrect
Courbe D :
1- Aucun effet 2- Baisse de luminosité 3- Augmentation du contraste 4- Meilleur contraste sur les tons sombres
3- Augmentation du contraste - correct
EXPLICATIONS
- La première courbe reste linéaire et ne change donc pas le rapport entre les valeurs de deux pixels de l'image. En revanche, la valeur maximale passe de 255 à 128 : l'image est donc plus sombre, et l'effet est une baisse de luminosité.
- La deuxième courbe est une courbe dite "gamma" qui se retrouve fréquemment dans les logiciels d'édition d'image. On voit que la pente est forte pours les tons sombres (faibles valeurs de niveau de gris) et plus faible pour les valeurs hautes. On a donc une plus grande dynamique sur les tons sombres, au détriment de la dynamique sur les tons clairs : l'effet est un meilleur contraste sur les tons sombres. On pourrait obtenir un meilleur contraste sur les tons clairs (au détriment des tons sombres) en dessinant une courbe concave.
- Pour la troisième courbe, la transformation est ce qu'on appelle l'identité : les valeurs restent comprises entre 0 et 255 et la droite est de pente 1. La valeur de chaque pixel reste donc inchangé, et cette courbe n'a aucun effet.
- Pour la dernière courbe, tous les pixels plus sombres qu'une certaine valeur sont rendus noirs (les valeurs faibles sont toutes mises à 0), et tous les pixels plus clairs qu'une certaine valeur sont rendus blancs (les valeurs fortes sont toutes mises à 255). Entre les deux, on trouve une transformation linéaire mais avec une pente supérieure à 1 : l'écart entre deux valeurs de niveau de gris est donc amplifié, ce qui fait qu'on a une augmentation du contraste sur ces valeurs intermédiaires (au détriment des pixels sombres et clairs qui sont saturés).
On pourrait argumenter sur le fait que la courbe 2 produit aussi une augmentation de contraste. Mais ce genre de courbe ne peut amplifier le contraste que sur les tons sombres ou clairs. La dernière courbe est plus générique en termes d'augmentation de contraste, y compris sur les valeurs intermédiaires.
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