base de traitement d'image 1
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Université des Sciences et de la Technologie Houari Boumediene
Faculté d’Electronique et d’InformatiqueBP. 32, El Alia Bab Ezzouar, 16111 Alger, Algérie
Tel : (213) 021 24 79 12 poste 806 Fax : (213) 21 24 71 87
MASTER TELECOMMUNICATIONSModule : Bases de traitement d’images
Code :TELF03
BASES DE TRAITEMENT D’IMAGES ( 1 )
INTRODUCTION ET VISION HUMAINEINTRODUCTION ET VISION HUMAINE
Prof. Youcef SMARA
Année 2009-2010
Historique
- 1950-1970 :Images Rayons XAmélioration de la qualité des images pour l’affichageAmélioration de la qualité des images pour l affichage
- 1970-1980 :Extraction automatique d’informationsseuillage, segmentation, extraction de contoursmorphologie mathématique
è éMAIS Problèmes de modélisation! Puissance de calcul insuffisante
- 1980- :I 2D dèl 3DImage 2D ⇒ modèle 3DAnalyse du mouvement
Application : Robotique et guidage de véhiculeguidage de véhicule
Vision active- Perspectives :
AcquisitionA l t i t ét ti d l’i f ti Analyse et interprétation de l’information image
Historique
Le traitement d’images et les autres disciplines
Analyse numérique StatistiqueThéorie du
signal
TraitementInformatique Thé i d
signal
d’imagesInformatique Théorie de
l’information
OptiqueThéorie des
systèmes
Neurophysiologiepsychophysique
Electroniquep q systèmes
Le traitement d’images et les autres disciplines
Niveaux de traitement d’images
Chaîne d’acquisition et de traitement d’images
Grandeurs mesurées en traitement d’images
Spectre électromagnétique
Rayons gamma
• Médecine nucléaire– Émission de rayon par un isotopeÉmission de rayon par un isotope
radioactif consommé par le patient
Gamma-rayimaging
PET - Positronemission tomography
A t i t é i lé i• Astronomie et énergie nucléaire– Radiation naturelle des systèmes stellaires ou de réacteurs nucléaires
Valve in a nuclear reactorExploded star
Rayons-X
• Une des plus vielle source pour l'imagerieDi ti édi l• Diagnostic médical, inspection industrielle
• Médecine
"Slice"of a head CAT scan(Computerized axialtomography)
Aortic angiogram (insertion of a catheter)
Chest X-ray
Ultraviolet
• Microscopie en fluorescence– Ultraviolet est non visible– Fluorescence du fluor exposé aux ultraviolets
Maïs contaminé par le charbonMaïs normal le charbonMaïs normal
Visible
é
• Inspection manufacturière
• Partie du spectre la plus utilisée• Pourquoi?
– Plus facile– Conceptualisation plus aisée– Mimique l'approche humaine
Source facilement disponible– Source facilement disponible– Anticipation des résultats
• Test médico-légal, forces policières, …
Visible
• Microscopie
Infrarouge
• Imagerie satellite, énergie thermique
Visible & infrarouge
• Télédétection• Télédétection• Usage de "bandes" spécifiques• Usage de rapports de "bandes"
Micro-ondes• Détection radar• Détection radar
– Sa propre source d'énergie– Réflexion de l'onde transmise
Image optique sur la région d ’Alger
Image radar sur l é i d ’Alla région d ’Alger
Ondes radio
é é• Résonance magnétique des ondes radio– MRI (Magnetic MRI (Magnetic
Resonance Imaging)
ÉlectroniqueÉlectronique• Microscope (jusqu'à 10.000X)
– La source est un rayon d'électronsLa source est un rayon d électrons
Sonore
Mi é & b tibl• Minéraux & combustibles– Basse fréquence ~100 Hertz
• UltrasonsHaute fréquence ~ 1 5 MHertzHaute fréquence ~ 1-5 MHertz
LE SYSTEME VISUELLE SYSTEME VISUEL
Le système visuelLe système visuel
• L'œil– Capteur parfait ?p p
• Le nerf optiqueT t d l'i f ti– Transport de l'information
• Cortex visuel– Formation de l'image
• Cerveau• Cerveau– Traitement et analyse de l'image
Anatomie de l' œilAnatomie de l' œil
• Cornée- Couche résistante protectrice- Transparente pour laisser passer la
lumière• Sclère
- Couche opaque
• Pupille / Iris
• Choroïde- Réseau de vaisseaux sanguins
-Ouverture contrôlée de l'entrée de lalumière (diaphragme)
• CristallinL till j t bl l l di t d l è- Lentille ajustable selon la distance de la scène
- Absorbe ~ 8% de la lumière visible- Absorbe ~ toutes la lumière ultraviolet et infrarouge
• Rétine– Cellules sensibles à la lumière (photorécepteurs)– Fovéa et point aveugle– Composée de cônes
et de bâtonnets
Anatomie de l' œilAnatomie de l' œilAnatomie de l' œilAnatomie de l' œil
• Cônes– Permettent la vision en couleur– 3 types (bleus verts rouges) selon3 types (bleus, verts, rouges) selon
le spectre de leur sensibilité– Concentrés au centre (fovéa)– Vision de haute résolutionVision de haute résolution– ~ 6-7 millions– Un seul par nerf
Vision photopique (lumière vive)– Vision photopique (lumière vive)
• Bâtonnets
• Fovéa ~ 1.5mm– ~150 000 cônes par mm2
337 000 cônes dans la fovéa– Ne distinguent pas les couleurs– Concentrés en périphérie– Servent à la vision de nuit
– ~337 000 cônes dans la fovéa• Capteur CCD:
– ~ 5mm * 5mm1024 * 768 i lServent à la vision de nuit
– ~ 75-150 millions– Plusieurs par nerf– Vision scotopique (lumière faible)
– 1024 * 768 pixels– 786 432 pixels !
• Qualité comparable:– Vision scotopique (lumière faible) – Fovéa : ~187K/mm²
– CCD: 31K/mm²
Anatomie de l' œil
Oeil normal
Oeil astigmateOeil hypermétropeOeil myope
Anatomie de l' œilAnatomie de l' œil
• Distribution des cônes et bâtonnets
Angle de l'axe visuel (centre de la fovéa)
• Agrandissement de la rétineAgrandissement de la rétine
Trois couches de cellules
-Cônes et bâtons-Cellules bipolaires-Cellules ganglionnairesCellules ganglionnaires
Formation des images
DroiteGauche
Nerf optiqueNerf optique
Chiasma optique
Bandelettes optiques
Radiations optiques
Corps géniculés latéraux
Radiations optiques
Cortex visuel
Formation des images
• Longueur focale– ~14 - 17 mm (cristallin à la rétine) pour objets ~0 - 3 mètres
• Rôle du cerveauRôle du cerveau
– Comble les manques de l’œil (point aveugle, imprécision périphérique)– Intègre les vues gauche et droite (stéréovision)– Recrée l’information de profondeur– Possède une grande faculté d’adaptationg p– Effectue la segmentation, la reconnaissance et l’interprétation
Formation des images
Formation des images
Formation des images
Interprétation des images par le cerveau
DOUBLE VISION
DOUBLE VISION
DOUBLE VISION