Fiche de révision : La colorisation d'une image

Monochromie (niveaux de gris)

• Une image monochrome est faite avec différents niveaux de la même couleur, comme les images en niveaux de gris. Dans une telle image, la couleur d’un pixel est donnée par une valeur unique : le niveau de la couleur.
• S’il n’y a que 2 niveaux de gris ($0$ et $1$ pour noir et blanc), c’est une image binaire.
• Classiquement, dans une image en niveaux de gris, on code la couleur d’un pixel sur un octet. Comme un octet a $256$ valeurs possibles, les niveaux de gris vont donc de $0$ (noir) à $255$ (blanc) avec un dégradé entre les deux.
• N’importe quelle image matricielle monochrome peut donc être représentée comme un tableau d’entiers, chaque entier étant la valeur du niveau de gris d’un pixel.

Trichromie (le système Rouge, Vert, Bleu)

• En 1802 Thomas Young démontre que la vision humaine repose sur l’articulation de trois couleurs.
• Au XIX^e siècle les ingénieurs français Charles Cros et Louis Ducos du Hauron créent les premières photographies en couleur grâce à la trichromie.
• La trichromie est un procédé permettant de reproduire un grand nombre de couleurs à partir de trois couleurs primaires.
• Dans un procédé de synthèse additive, la couleur par défaut est le noir, et plus on rajoute de la couleur, plus on se dirige vers le blanc.
• Dans un procédé de synthèse soustractive, les couleurs primaires sont le cyan, le magenta et le jaune, le mélange de ces trois couleurs donne du noir.
• Le système RVB (Rouge, Vert, Bleu) ou système RGB (Red, Green, Blue) est un système de codage des couleurs par trichromie, utilisant le rouge, le vert et le bleu comme couleurs primaires.
• La quasi-totalité des images numériques sont enregistrées en RVB.
• Dans une image codée en RVB, à chaque pixel est associé un triplet de valeurs : son niveau de rouge, de bleu, et de vert.
• En imagerie numérique, on appelle canal chacun des composants de la synthèse de couleur utilisée pris individuellement. Ainsi, dans une image RVB, il y a trois canaux : le rouge, le vert, et le bleu.
• On peut isoler l’un de ces canaux pour obtenir une image monochrome.
• À intensité égale, l’humain perçoit le vert comme plus lumineux que le rouge, et le bleu comme la plus sombre des trois couleurs.
• La plupart des outils de transformation en niveau de gris font une moyenne pondérée.
• Il n’existe pas de moyen « parfait » de passer une image en niveaux de gris : il existe des normes et des recommandations, mais ce sont des choix génériques comportant une part d’arbitraire et qui peuvent être plus adaptés à certaines images qu’à d’autres.

Les autres systèmes (CMJN et TSL)

• Le système CMJN (Cyan, Magenta, Jaune, Noir) ou CMYK (Cyan, Magenta, Yellow, Key) est un système de codage des couleurs en quadrichromie (c’est-à-dire, qui utilise quatre couleurs de base).
• Ce système est surtout utilisé pour l’impression couleur, en effet le blanc est codé (0,0,0,0), car c’est la couleur du papier quand aucune encre n’est utilisée. C’est, ici, une synthèse soustractive.
• Il est plus économe d’utiliser uniquement de l’encre noire, codée (0,0,0,255), que d’obtenir du noir par mélange, codé (255,255,255,0).
• Ainsi, une même couleur peut être codée de plusieurs manières en CMJN pour pouvoir utiliser le code qui correspond à la plus petite quantité d’encre.
• Les systèmes de type TSV (valeur) ou TSL (luminosité) sont des systèmes de codage des couleurs basés sur une approche psychologique de la perception des couleurs.
• La teinte représente la couleur comme elle est perçue répartie le long d’un disque.
• La saturation représente l’intensité ou la pureté de la coloration (en pourcentage).
• La luminosité de la couleur sa clarté (en pourcentage).
• Les systèmes de type TSL sont surtout utilisés par les logiciels de retouche d’image.
• La plupart du temps, les images matricielles sont :
• codées en RVB quand elles sont captées par les appareils photos numériques, quand elles sont sauvegardées, quand elles sont affichées ;
• converties en CMJN quand elles sont imprimées ;
• converties dans un système de type TSL quand elles sont chargées dans un logiciel de retouche d’image, puis converties de nouveau en RVB à la sortie du logiciel.

Profondeur de couleur

• La majorité du temps, la couleur du pixel est entre $0$ et $255$, mais il est possible de réduire ce nombre pour économiser de la place en mémoire, ou de l’augmenter pour avoir accès à une plus grande palette de couleurs : on joue alors sur la profondeur de couleur.
• La profondeur de couleur est le nombre bits par pixel.
• Augmenter la profondeur de couleur permet ainsi d’avoir des images plus vivantes aux couleurs plus subtiles. Plus la technologie avance, plus les appareils vidéos supportent des formats avec une grande profondeur de couleur, permettant une discrétisation plus fine.