FR2958757A1 - Lunettes de correction de couleur - Google Patents

Abstract

Lunettes de correction de couleur dont chaque verre est dote d'un filtre coloré adapté a un premier observateur caractérisé par un premier jeu de fonctions colorimétriques visuelles …caractérisées en ce que es caractéristiques spectrales de transmission de chaque filtre coloré sont adaptées pour transformer la perception des couleurs dudit premier observateur portant lesdites lunettes de manière a rendre cette perception identique a celle d'un deuxième observateur caractérisé par un deuxième jeu de fonctions colorimétriques visuelles, différent du premier jeu.

Description

L'invention concerne des lunettes de correction de couleur et des lunettes de vision anaglyphe. Les fonctions colorimétriques visuelles (ou « courbes d'égalisation » - « Color matching functions » en langue anglaise, ou, en abréviation, « CMF ») :., k), et définissent l'espace linéaire visuel de couleur noté CIE XYZ et permettent de repérer dans cet espace chaque couleur ayant une distribution spectrale I(X) donnée par ses coordonnées trichromatiques X, Y et Z à l'aide des équations suivantes : x _ dA dÀ Ces trois fonctions sont représentées à la figure 1. Elles reflètent en réalité la sensibilité spectrale de l'ceil humain, chaque courbe correspondant plus ou moins à un type de capteur de l'ceil.

Compte tenu de la définition des coordonnées trichromatiques, des distributions spectrales différentes 1(X), l'(X.) peuvent conduire aux mêmes valeurs de coordonnées trichromatiques X=X', Y=Y' et Z=Z' : ces distributions spectrales I(X), l'(X) sont alors considérées comme métamères entre elles. D'un observateur à l'autre, la perception d'une même couleur ayant une distribution spectrale 1(X) donnée peut différer sensiblement. Exprimée dans l'espace visuel de couleur perceptuellement uniforme L*a*b*, les différences AE* peuvent atteindre 3,3. Ce qui signifie que les fonctions colorimétriques visuelles (« CMF ») varient sensiblement d'un observateur à l'autre. En conséquence, des distributions spectrales qui sont métamères pour un observateur caractérisé par ses fonctions colorimétriques visuelles ne sont généralement plus métamères pour un autre observateur caractérisé par des fonctions colorimétriques visuelles différentes. Deux spectres perçus comme identiques par un observateur peuvent alors être perçus comme différents par un autre observateur. De telles différences sont notamment décrites dans la publication du CIE, intitulée "Special Metamerism Index: change in Observer" (Publ. No. 80, Vienna - 1989). Globalement, on voit donc que la couleur peut être perçue différemment d'un observateur à l'autre. Ces différences de perception ont pu être attribuées notamment à des variations de jaunissement du cristallin avec l'âge, à des variations de densité pigmentaire ou de transmission du pigment maculaire. Dans la population à vision dite « normale » (qui exclut environ 5 à 8% de la population masculine et moins de 1% de la population féminine), on a pu montrer qu'un polymorphisme génétique affectait les cônes de type L de l'ceil, qui sont sensibles aux longueurs d'ondes les plus élevées, en décalant le pic de sensibilité de ces cônes de 3 à 5 nm en fonction de la présence de l'un ou l'autre des acides aminés alanine ou sérine sur le site 180 du gène de l'opsine L-. (Voir page 121 du livre « The science of color » par Steven K. Shevell, Optical Society of America, ou bien page 38 du livre « Color Vision: From Genes to Perception » par Par Karl R. Gegenfurtner, et al.). Le standard CIE-2006 présente une tentative de modélisation de telles variations. Les fonctions colorimétriques visuelles décrites ci-dessus en référence à la figure 1 et utilisées pour définir l'espace CIE XYZ correspondent donc à la sensibilité spectrale de l'ceil d'un observateur standard.

Un but de l'invention est de diminuer les différences de perception entre observateurs, de réduire les désaccords de jugement sur la couleur entre observateurs. A cet effet, on propose de prendre en compte les caractéristiques visuelles de chaque observateur pour la réalisation de filtres colorés ou de lunettes correctrices de couleur dotées de tels filtres qui permettent à ces différents observateurs d'harmoniser leur perception des couleurs. Par ailleurs, classiquement, la création d'images ou de vidéos anaglyphes consiste à combiner une vue droite ID et une vue gauche IG d'une même image 3D en une seule image anaglyphe IA. Pour la visualisation stéréoscopique 3D, l'observateur porte des lunettes dites anaglyphes dotées, pour l'ceil droit, d'un filtre coloré droit et, pour l'ceil gauche, d'un filtre coloré gauche. La figure 2, qui se réfère au document de E. Dubois cité ci-après, donne un exemple de caractéristiques spectrales de transmission des filtres colorés de lunettes anaglyphes : « blue » : filtre Roscolux n°69, et « red » : filtre Roscolux n° 25.

L'image anaglyphe IA est alors décomposée en deux images, l'une IAD passant à travers le filtre coloré droit mais absorbée par le filtre coloré gauche, l'autre IAG passant à travers le filtre coloré gauche mais absorbée par le filtre coloré droit. Ces deux images IAD , IAC sont donc présentées respectivement à l'ceil droit et à l'oeil gauche de l'observateur. Les fonctions oculaires et cérébrales de l'observateur permettent alors de reconstruire une perception 3D de la profondeur et une perception de la couleur proches de celles qu'aurait donné l'observation des deux vues originales ID et IG. Un exemple d'algorithme pour la génération d'images anaglyphes est donné par E. Dubois dans le document intitulé « A PROJECTION METHOD TO GENERATE ANAGLYPH STEREO IMAGES » (0-7803-7041-4/01 IEEE 2001). Le calcul des images anaglyphes consiste à appliquer une matrice 6x3 B permettant de calculer la couleur de chaque pixel anaglyphe en fonction de la couleur des pixels correspondants dans la paire stéréo de l'image source 3D par une transformée linéaire pixel par pixel appliquée sur un signal RGB exprimé dans un espace de couleur linéaire. [RA,VA,BA]T =B [RG,VG,BG,RD,VD,Bj Le document de E. Dubois présente une méthode pour calculer cette matrice B permettant de passer des images sources droites ID et gauches k à l'image anaglyphe IA. La méthode consiste à minimiser l'écart de perception entre les images d'origine ID et IG et les images anaglyphes droite IAD et gauche IAC en modélisant leur perception par un observateur. Cette minimisation se fait par une méthode classique dite « aux moindres carrés ». La modélisation proposée par E. Dubois utilise : • la réponse spectrale d'un écran Sony Trinitron, • les caractéristiques spectrales de transmission des filtres colorés des lunettes anaglyphes, • et les fonctions colorimétriques visuelles (« CMFs ») de l'observateur standard CIE : x(2), y(2), z(2) Un inconvénient de cette modélisation est qu'elle ne prend pas en compte : • la différence de perception d'un observateur réel et celle de l'observateur standard ; • la différence entre la réponse spectrale spécifique de l'écran d'affichage des images anaglyphes et celle de l'écran Sony Trinitron.

Les variables de la minimisation de cet écart sont les coefficients de la matrice B, et c'est donc le signal de commande d'affichage de l'écran qui est adapté aux lunettes anaglyphes, avec des hypothèses « fixes » sur la réponse spectrale du dispositif d'affichage sur l'écran et sur la perception des couleurs par l'observateur. La capacité de fusion binoculaire des couleurs par l'observateur n'est pas mentionnée, mais permet vraisemblablement de limiter l'influence des approximations faites. Un but de l'invention est également de définir les caractéristiques spectrales de transmission des filtres colorés de lunettes anaglyphes et/ou de définir la transformation des images stéréo en images anaglyphes en tenant compte : • des fonctions colorimétriques visuelles (CMFs) d'un observateur spécifique qui serait différent d'un observateur standard ; • de la réponse spectrale spécifique de l'écran d'affichage des images qui est utilisé pour l'observation par cet observateur ; • du niveau d'acceptation par l'oeil de différences de perception de couleurs et de la capacité de fusion binoculaire des couleurs des yeux. L'invention a donc pour objet des lunettes de correction de couleur dont chaque verre est doté d'un filtre coloré dont les caractéristiques spectrales de transmission T(2) sont déterminées de manière à ce que, pour chacune P,,(2) de N>1 distributions spectrales différentes d'un ensemble prédéterminé F= {Pn (.1)},, 1roN de distributions spectrales correspondant à des couleurs à observer, au moins une dites distributions dudit ensemble se répartissant dans un domaine de longueurs d'onde comprises entre 400 et 600 nm °, si l'on appelle Xc,Yc,Zc les coordonnées trichromatiques dans l'espace CIE 30 XYZ de la couleur qui présente ladite distribution Pn(2) et qui est perçue par un observateur caractérisé par un premier jeu de fonctions colorimétriques visuelles x (2),ÿ (2),z (2), de sorte que lesdites coordonnées trichromatiques sont définies comme suit {k-c = f Pä(2)•T(a.)•x(2)•da. À Yc = f Pä(2)•T(2)• (2)•d, À Zc = f Pä(2)•T(il)•z(2)•d2, À si l'on appelle XR,YR,ZR les coordonnées trichromatiques dans l'espace CIE XYZ de la couleur qui présente la même distribution Pä(2) et qui est perçue par un observateur caractérisé par un deuxième jeu de fonctions colorimétriques visuelles xR(2), ÿR(2),zR(2), différente dudit premier jeu, de sorte que lesdites coordonnées trichromatiques sont définies comme suit: XR= YR = f Pä(2)•k•YR(2)•d2 ZR = f Pä(2).k. R(2).d/1 où k est un facteur constant de compensation de la luminance, Xc = XR 10 on ait : L'invention a également pour objet des lunettes de correction de couleur dont chaque verre est doté d'un filtre coloré adapté à un premier observateur caractérisé par un premier jeu de fonctions colorimétriques visuelles (2),-9 (2),-z' (2) caractérisées en ce que les caractéristiques spectrales de 15 transmission T(2) de chaque filtre coloré desdites lunettes sont adaptées pour transformer la perception des couleurs dudit premier observateur portant lesdites lunettes de manière à rendre cette perception identique à celle d'un deuxième observateur caractérisé par un deuxième jeu de fonctions colorimétriques visuelles xR (2), ÿR (2), zR (2) , différent du premier jeu. 20 Les lunettes de correction de couleur peuvent être définies individuellement en fonction de la vision de chaque personne, ou bien chaque personne pourra choisir parmi un catalogue de filtres colorés disponibles pour la réalisation de ses lunettes de correction de couleur. Cette définition ou ce

choix peuvent être fait par des tests classiques d'égalisation de couleurs appliqués à un ensemble donné de distributions spectrales observées différentes. Une première approche pour cette définition ou ce choix passe par la réalisation de mesures de type optométrique, chez un lunetier par exemple.

Une deuxième approche pour cette définition ou ce choix passe par l'utilisation d'un dispositif adéquat permettant d'évaluer soi-même sa vision colorimétrique. L'invention a également pour objet des lunettes de correction de couleur pour vision 3D anaglyphique d'une série d'images anaglyphiques où chaque image anaglyphique est composée d'une vue droite IAD et d'une vue gauche IAG dont les gammes spectrales ne se recoupent pas, chaque image anaglyphique étant adaptée pour représenter une image source 3D composée d'une vue droite ID et d'une vue gauche IG , lunettes dont chaque verre est doté d'un filtre coloré dont les caractéristiques spectrales de transmission, TD(2) pour le verre droit, TG(2) pour le verre gauche, ne recouvrent pas les mêmes gammes de longueur d'onde et sont déterminées de manière à ce que, pour chaque pixel de chaque paire d'images source ID, IG présentant une distribution spectrale PS(2) et pour chaque pixel correspondant de la paire correspondante d'images anaglyphes IAD, IAC présentant une distribution spectrale PA(2) ° si, pour le pixel correspondant de la vue droite ID de ladite image source, les coordonnées trichromatiques XD,@D,ZD dans l'espace CIE XYZ de la couleur qui présente ladite distribution Pn(2) et qui est perçue par un observateur standard caractérisé par un premier jeu de fonctions colorimétriques visuelles xR(2),ÿR(2),zR(2) sont définies comme suit : XD = 1 PS(2)•kD xR(2).da. @D = 111ttPs (2). kD . YR (2) • d2 ZD=PS(2) kD -z-R (2). dit si, pour le pixel correspondant de la vue gauche IG de la même image source, les coordonnées trichromatiques XG,@G,ZG dans l'espace CIE XYZ de la

couleur qui présente ladite distribution Pn(2) et qui est perçue par un observateur standard caractérisé par le même premier jeu de fonctions colorimétriques visuelles :R (2), y R (2), ZR (2) sont définies comme suit : XG = I Ps(2)'kG'xR(2)•d2 Yc = f Ps(2).kc'@R(2). Zc _ 1 Ps(2)'kc'ZR(2)•d2 où kD et kG sont des facteurs constants de compensation de la luminance destinés à compenser l'atténuation des filtres colorés sur l'autre voie de calcul, si, pour le pixel correspondant de la vue anaglyphe droite IAD de ladite image anaglyphe à afficher, les coordonnées trichromatiques XAD,@AD,ZAD dans l'espace CIE XYZ de la couleur qui présente ladite distribution Pä(2) et qui est perçue par un observateur doté desdites lunettes et caractérisé par un deuxième jeu de fonctions colorimétriques visuelles x (2),5; (2),'z' (2) sont définies comme suit : XAD = JPA(2)'TD(2)'x(â)•d2, 'AD = JPA(2)'TD(2)' 5;(2,)• dei, ZAD = JPA(2)•TD(2)•z(2)•d2 si, pour le pixel correspondant de la vue anaglyphe gauche IGD de ladite image 15 anaglyphe à afficher, les coordonnées trichromatiques XGD,YGD,ZGD dans l'espace CIE XYZ de la couleur qui présente ladite distribution Pn(2) et qui est perçue par le même observateur doté desdites lunettes et caractérisé par le même deuxième jeu de fonctions colorimétriques visuelles z (2),5; (2),-z- (2) sont définies comme suit :

XAG = f PA(2) TG(1) x(~)•dâ YAG = SPA (2). TG (2). y(ii) dit ZAG = f PA(2)'TG(2)•z(2)•d2 Â

on ait : ZAD =ZD IZAG ZG L'invention a également pour objet une méthode de calcul pour vision 3D anaglyphique d'une série d'images anaglyphiques où chaque image anaglyphique est composée d'une vue composite IA pouvant être décomposée par filtrage coloré en une vue droite IAD et d'une vue gauche IAG dont les gammes spectrales ne se recoupent pas ou peu (moins de x% de puissance en commun, x=20% par ex.), chaque image anaglyphique étant adaptée pour représenter une image source 3D composée d'une vue droite ID et d'une vue gauche IG , lunettes dont chaque verre est doté d'un filtre coloré dont les caractéristiques spectrales de transmission, TD(2) pour le verre droit, TG(2) pour le verre gauche, ne recouvrent pas ou peu les mêmes gammes de longueur d'onde et sont déterminées de manière à ce que, pour chaque pixel de chaque paire d'images source ID, IG présentant une distribution spectrale Ps(2) et pour chaque pixel correspondant de la paire correspondante d'images anaglyphes IAD, IAG présentant une distribution spectrale PA(2) si, pour le pixel correspondant de la vue droite ID de ladite image source, les coordonnées trichromatiques XD,@D,2D dans l'espace CIE XYZ de la couleur qui présente ladite distribution Pn(2) et qui est perçue par un observateur standard caractérisé par un premier jeu de fonctions colorimétriques visuelles xR(2),yR(2),zR(2) sont définies comme suit : XD = 1 Ps(2).kD.ÎR(2)• '2 YD = Ps(2)'kD.YR(2)•d2. ZD = 1 Ps(2).kD'ZR(2)•dit 9 si, pour le pixel correspondant de la vue gauche IG de la même image source, les coordonnées trichromatiques XG,@'G,ZG dans l'espace CIE XYZ de la couleur qui présente ladite distribution Pä(2) et qui est perçue par un observateur standard caractérisé par le même premier jeu de fonctions 5 colorimétriques visuelles xR (Il ), ÿR (2), zR (2) sont définies comme suit : Xc = Ps(2).kG.xR(2).dit Yc = 1 Ps(2).kc'@R(2)•diÎ où kD et kG sont des facteurs constants de compensation de la luminance destinés à compenser l'atténuation des filtres colorés sur l'autre voie de calcul, Ainsi, en considérant par exemple l'image droite (le même raisonnement 10 vaut pour l'image gauche) : Les formules donnant XD,@D,2Dci-dessus repésentent la perception directe de la distribution Ps(2) sur un écran où l'image ID serait affichée. Les formules donnant XAD,@AD,2AD ci-dessous représentent la perception à travers le filtre TD(2) de la distribution PA(2) sur un écran où l'image IAD est 15 affichée. Le filtre étant présent, la gamme de luminances disponible dans le deuxième cas est réduite par rapport à la vision directe. C'est pourquoi le coefficient k est introduit a fin de pouvoir réaliser l'optimisation minimisant les écarts entre ces deux triplets de valuers XYZ. 20 II s'agit d'équilibrer les niveaux lumineux des images pour pouvoir faire la minimisation. Si, pour le pixel correspondant de la vue anaglyphe droite IAD de ladite image anaglyphe à afficher, les coordonnées trichromatiques XAD,YAD,ZAD dans l'espace CIE XYZ de la couleur qui présente ladite distribution P,(2) et qui est 25 perçue par un observateur doté desdites lunettes et caractérisé par un deuxième jeu de fonctions colorimétriques visuelles (215; (2),Z' (2) sont définies comme suit : XAD = f PA(2)•TD(2).X(2)•d2 YAD = f PA(2).TD(2).Y(2).d2 ZAD = f PA)'TD(2)Z(2)'dm et si, pour le pixel correspondant de la vue anaglyphe gauche IGD de ladite image anaglyphe à afficher, les coordonnées trichromatiques XGD,YGD,2GD dans l'espace CIE XYZ de la couleur qui présente ladite distribution Pn(2,) et qui est perçue par le même observateur doté desdites lunettes et caractérisé par le même deuxième jeu de fonctions colorimétriques visuelles x (2), ÿ (2),'z- (2) sont définies comme suit : XAG = f PA(2).TG(2)..x(2)•dit À YAG = f PA(2)•TG(2)• y(2) . d2 ZAG = f PA(2)•TG(2)•z(~l)•da. À on sait caluler et afficher un distribution spectrale PA(2) donnant: L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif, et en référence aux figures annexées sur lesquelles : - la figure 1, déjà décrite, illustre les fonctions colorimétriques visuelles d'un 15 observateur standard ; - la figure 2, déjà décrite, illustre les caractéristiques spectrales de transmission des filtres colorés d'un exemple de lunettes anaglyphes de l'art antérieur. On va d'abord donner un exemple d'application de l'invention à la définition de lunettes de correction de couleur destinées à permettre à un 20 observateur donné de percevoir les couleurs de la même façon qu'un observateur standard (qui ne serait pas doté de lunette de correction de couleur). Cet observateur est caractérisé par ses trois fonctions colorimétriques

visuelles (ou « CMFs ») notées x (2),Y; (2),'i' (2). Ces fonctions sont déterminées par une méthode connue en elle-même qui ne sera pas décrite ici en détail, basée sur les standards CIE-1964 et CIE-2006 et procédant classiquement par des tests d'égalisation de couleurs.

On va maintenant définir la fonction spectrale de transmission T(2) des filtres colorés des lunettes de correction de couleur de cet observateur. Si l'on désigne par xR (2),ÿR (Â), zR (2) les fonctions colorimétriques visuelles bien connues (« CMFs » pour Color Matching Functions) de l'observateur dit « standard », alors, le stimulus individuel de perception d'une distribution spectrale donnée P(2) par un observateur standard est représenté dans l'espace CIE XYZ par les coordonnées trichromatiques XR,YR,ZR calculées comme suit : xR = JP(2)•k•xR(2)•dit YR = P(2)•k•@R(2).dit ZR = 5P(2)'k•ZR(2)•d2 où k est un facteur constant de compensation de la luminance adapté 15 pour compenser l'atténuation du filtre coloré des lunettes par rapport à la vision corrigée. XR,YR,ZR représente donc la vision de référence à reproduire pour cette distribution P(2) chez l'observateur dont on cherche à définir les lunettes de correction de couleur. 20 Le stimulus individuel de perception de la même distribution spectrale P(2) par l'observateur réel doté des lunettes de correction de couleur est alors représenté dans l'espace CIE XYZ par les coordonnées trichromatiques suivantes Xc,Yc,Zc Xc = fP(2)•T(2)•x(2)•dit 2 Yc = JP(2).T(2)•5(2)•d2 Zc = JP(2 . T(2) z (2 . d2

Selon l'invention, les caractéristiques spectrales de transmission T(2) des filtres colorés sont adaptées pour transformer la perception des couleurs de l'observateur portant les lunettes dotées de ces filtres de manière à rendre cette perception identique à celle d'un observateur standard. Ainsi, pour un ensemble donné I' _ {Rn (2)}n_1toN de distributions spectrales observées, il convient que : Xc = XR Yc = YR Zc = ZR Les distributions spectrales de cet ensemble sont par exemple celles de 18 échantillons chromatiques d'une palette de couleur dite « Macbeth » éclairées sous un illuminant de référence D65.: Pour la définition des caractéristiques spectrales de transmission T(2) des filtres colorés, on traduit cette condition par la minimisation d'une fonction d'erreur: E(Xc,XR,Yc,YR,Zc,ZR) -* min. dont un exemple de définition est donné ci-dessous. Les distributions spectrales observées peuvent émaner de l'écran d'un dispositif d'affichage. On nommera alors P(2) = P(R,V, B,a.) la distribution spectrale de puissance lumineuse émises par cet écran en fonction des niveaux des signaux de commande R,V,B, de ce dispositif d'affichage (caractérisation de l'écran). Dans le cas d'un écran ou projecteur additif on pourra décomposer P(R,V, B, ) en P(R,V, B, ~.) = PR (R, 2.)+ Pv (V, 2)+ PB (B,2) .

Pour la définition de la fonction d'erreur E(.••) à minimiser pour l'ensemble I = {P,,(2)}n=LON de distributions spectrales observées, on prend de préférence et notamment en compte la capacité de la vision humaine à accepter des différences de perception de la couleur ; à cet effet, la fonction d'erreur E(...) est basée sur une différence de perception de couleur évaluée dans un espace visuel perceptuellement uniforme, par exemple la différence bien connue notée AE* dans l'espace L*a*b* CIE-1976. Dans cet espace, L désigne la luminance, a désigne l'opposition rouge-vert et b désigne l'opposition bleu-jaune. En ayant défini un blanc de référence, on sait transformer d'une manière connue en elle- même des coordonnées trichromatiques X, Y, Z dans l'espace CIE-1931 XYZ en coordonnées L, a, b dans l'espace CIE-1976 L*a*b*, et vice-versa. Pour l'évaluation de la différence de perception de couleur, les coordonnées trichromatiques définies ci-dessus dans l'espace CIE-1931 XYZ: Xc,Yc,Zc, XR,YR,ZR sont alors transformées en coordonnées correspondantes dans l'espace CIE-1976 L*a*b*: Lc,âc,bc, LR,âR,bR . La fonction d'erreur à minimiser E(...) peut alors être définie comme une fonction continue des paramètres Lc,âc,bc, LR,âR,bR . De façon classique, en fonction du blanc de référence retenu, on peut utiliser les mesures d'écart de couleur notées DE76 , AE94ouzEoo. Des fonctions d'erreur plus élaborées peuvent être utilisées, qui seraient notamment plus précises dans des régions particulières, plus critiques, de l'espace de couleur. Pour cette minimisation, l'état initial du système peut être défini par : • des transmissions spectrales initiales : T(2),N,T ; 15 • des compensations en luminance initiales : k,NIT ; • les CMFs de l'observateur z(2), ÿ(2), Z(2) ; • optionnellement, la caractérisation spectrale de la scène (e.g. l'écran) utilisée par l'observateur. Selon l'application, l'ensemble F = {Pä (2)}n=1tON de distributions spectrales 20 observées peut-être un sous échantillonnage de l'espace couleur d'un ou plusieurs écrans d'affichage (EI,E2,'..) :{(Rl1 ,VIE' + BE1),m (RE2,VmE2 ,m BE2)} l l=1 to G, m=1 to M, G+M=N Lorsque la transformation présente des caractéristiques de continuité adéquates, pour minimiser la fonction d'erreur, on peut utiliser une des 25 nombreuses méthodes connues d'optimisation (voir le document intitulé « global optimization » qui présente un certain nombre de ces méthodes à l'adresse Internet suivante : http://mathworld.wolfram.com/GlobalOptimization.html). En partant des conditions initiales ci-dessus, en appliquant la méthode 30 d'optimisation retenue, à chaque itération d'une boucle de minimisation, on minimise donc la fonction d'erreur E(...) en faisant varier les fonctions spectrales de transmission T(2) des filtres colorés tout en bornant cette minimisation par la définition d'une erreur résiduelle acceptable, qui correspond à une différence de perception qui n'est plus détectable par l'oeil.

Pour chaque distribution spectrale observée Pn(2)n=1wN de l'ensemble F on calcule la perception de référence XRn,YRf,ZRn et la perception corrigée Xen,Ycn,Zcn correspondante, et on déduit l'écart de perception dans l'espace Lab : En = E(Xcn,XRn,Yc,01 Rn,2cn,ZRn) . On déduit une valeur globale de l'écart, par exemple basée sur la moyenne de 1 à N des valeurs obtenue En, sur 10 laquelle on applique la méthode d'optimisation. On en déduit la fonction spectrale de transmission T(2) du filtre coloré qui minimise les écarts de perception. Le filtre coloré des lunettes de correction de couleur selon l'invention est alors défini. En portant ces lunettes de correction de couleur, l'observateur réel perçoit 15 alors les couleurs de la même façon qu'un observateur standard.

On va maintenant donner un exemple d'application de l'invention à la définition des caractéristiques spectrales de transmission des filtres colorés de lunettes anaglyphes et/ou à la définition de la transformation des 20 images stéréoscopiques 3D en images anaglyphes. Comme précédemment, on note x(2),(2),(2) les trois fonctions colorimétriques visuelles (« CMFs ») de l'observateur pour lequel cette définition doit être réalisée. On note P(R,V,B,2) la distribution spectrale de puissance lumineuse 25 émises par l'écran d'affichage en fonction des niveaux des signaux de commande R,V,B, du dispositif d'affichage (caractérisation de l'écran). Dans le cas d'un écran ou projecteur additif on pourra décomposer P(R,V,B,2) en P(R,V,B,2)= PR(R,2.)+Pv(V,2)+PB(B,2). Pour un pixel de la vue originale droite ID (RD,VD, Bo) d'une image 3D à 30 afficher, le stimulus trichromatique XD,@D,2D à restituer est : XD = P(RD,VD,BD,2.)•kD î(2). dÂ. YD = 1 P(RD,VD,BD,2) kD • ÿ(~.)•dit ZD = 1 P (RD , VD, BD , ~) • kD . (2) • d~, De même, pour le pixel correspondant de la vue originale gauche IG(RG,VG,BG) de la même image 3D à afficher, le stimulus trichromatique XG,YG,ZG a restituer est : XG = jP(RG,VG,BG,2)•kG .1(2).di, 5 YG=1P(RG,VG,BG,Â)•kG•X2)- clÂ. ZG = 1P(RG,VG,BG,)•kG -z'(2 ) dit où kD et kG sont des facteurs constants de compensation de la luminance destinés à compenser l'atténuation des filtres colorés sur l'autre voie de calcul. L'image anaglyphe IA. correspondant à cette image 3D est calculée par une méthode connue et indépendante de l'invention, qui est décrite par une 10 transformation IA = Ana(ID, IG, < {p }>) telle que décrite plus haut. Cette transformation correspond par exemple à un modèle (par exemple un modèle de combinaison linéaire pour la méthode de E. Dubois à laquelle on se réfère ci-dessus) et dépend optionnellement d'une série de paramètres {pi} (par exemple la matrice 6x3 B - voir ci-dessus). Par l'intermédiaire de cette 15 transformation et en fonction de l'ensemble des paramètres, on obtient sur l'écran un pixel IA(RA,VA,BA) de l'image anaglyphe IA en correspondance avec les pixels à restituer ID(RD,VD,BD) et IG(RG,VG,BG) tels que définis ci-dessus. Si les filtres colorés pour l'oeil droit et pour l'oeil gauche ont pour transmission respectivement TD(2) et TG(2), alors les stimuli individuels 20 anaglyphes pour l'oeil droit XAD,YAD,ZAD et pour l'oeil gauche XAG,YAG,ZAG valent respectivement : 15 XAD = f P(RA,VA,BA,2).TD(2).. (2, XAG = f P(RA , VA , BA, 2 ) TG (2) (2 YAD - f P(RA,VA,BA,2).TD(2). y(2) YAG = f P(RA , VA , BA, 2 ) . TG (2 ) . Y(2) ZAD = IIPRA,VA,BA,2.TD2. Z(2) t ZAG - f P(RA,VA,BA,2).TG(2). (2) Si l'on reprend le formalisme de E. Dubois, l'objectif d'une optimisation serait d'obtenir : pour toutes les paires ID(RD,VD,BD), IG(RG,VG,BG) de pixels de l'image source 3D, et pour une série d'images source 3D. Dans la présente invention, comme précédemment, on généralise ceci en une fonction d'erreur à minimiser : E( XD,XAD'17D'YAD,ZD,ZAD,XG,XAG' 'G,YAG,ZG,ZAG) -i min A titre d'exemple, les paramètres d'ajustement à prendre en compte dans 10 cette fonction d'erreur E(...) à minimiser peuvent être : • la fusion binoculaire des couleurs (reconstruction de couleurs intermédiaires, fusionnées depuis la perception colorée isolée de chaque oeil) et ses limites (rivalité interoculaire) • comme précédemment, la capacité de la vision humaine à accepter des 15 différences de perception des couleurs, en utilisant comme précédemment la différence bien connue notée DE* dans l'espace L*a*b* CIE-1976. Du fait de la fusion binoculaire des couleurs, cette fonction d'erreur peut être plus élaborée que la simple condition d'égalité terme à terme définie par E. 20 Dubois. Ceci permet de lever des contraintes trop fortes qu'ont ces conditions d'égalité (XAD D, 1-;AD = YD, etc...). Par exemple il est bon que les luminances soient aussi proches que possibles pour chaque oeil pour assurer la perception des distances par les voies cérébrales magnocellulaires. Par contre, la fusion des couleurs dans les voies Parvo- (opposition rouge-vert) et Konio- (opposition bleu-jaune) permet de modifier le critère d'erreur, cette fois-ci en combinant les perceptions chromatiques de l'oeil droit et de l'ceil gauche'.

Avantageusement, comme précédemment, on exprime la perception de chaque pixel original ou anaglyphe dans l'espace visuel perceptuellement 5 uniforme L*a*b* CIE-1976. Les couleurs XD,YD,ZD, XAD,YAD'ZAD , XG,YG,ZG, XAG,YAG,ZAG définies dans l'espace XYZ peuvent donc être représentées par leurs correspondants dans l'espace L*a*b* : LD,aD,lD, LAD,aAD,bAD, LG,a-G,kG, LAG,aAG,IAG

10 Pour la minimisation de l'erreur, un premier point est de minimiser l'écart en luminance pour obtenir : (a) I LAD ù LD I < AL et I LAG - LG I < AL sur chacun des deux yeux, où AL est le seuil d'arrêt de la minimisation de M.-) (=erreur résiduelle acceptable).

Pour la perception colorée, du fait de la fusion binoculaire des couleurs, la 15 minimisation va simultanément chercher à obtenir : (aAD + aAG )- (aD + aG) < Aa pour l'opposition rouge-vert et 2 ( ( `bAD +bAG) (bD +bG) < Ab pour l'opposition bleu-jaune. Ce qui peut aussi 2

se faire en minimisant la( distance euclidienne dans l'espace (a,b) : (aAD + aAG) ù (aD + G )2 + (distance bAG )ù D + bG) 2 < (Dab)2 . 2 ] 2

20 Enfin, la rivalité interoculaire sera prise en compte par exemple en limitant les écarts colorés entre les deux yeux pour la vision anaglyphe : (c) (aAD ù aAG )2 + (bAD ù bAG)2 < r2 , où r est un seuil de perception de la rivalité interoculaire dans l'espace (a,b). (b)

18 L'erreur «...) sera alors définie comme une combinaison des critères (a), (b) et (c) ci-dessus, de préférence dans une fonction continue des paramètres LD,aD,bD, LAD,aAD,bAD, LG,aG9bG, LAG,aAG9bAG• L'optimisation de la minimisation de cette erreur est alors mise en oeuvre de préférence dans le cadre général d'une optimisation spectrale (les fonctions variables étant décrites spectralement) ou, à la manière d'E. Dubois, en appliquant des intégrations colorimétriques et en travaillant dans les espaces couleurs correspondant à ces intégrations. On décrira ici une optimisation spectrale.

L'état initial du système est par exemple défini par : • une transformation anaglyphe : IA = Ana(ID, IG < {p1}>) et ses paramètres initiaux : {p; }JNIT • les transmissions spectrales initiales des filtres colorés des lunettes anaglyphes : TD (2),Nf. et TG (2),NfT • les compensations initiales en luminance: kD INIT et kG !MT L'optimisation consiste alors à minimiser la fonction d'erreur : E(XDXAD>YDYAD>ZD>ZAD+XGXAG'YG'YAG'ZG'ZAG> Le contexte d'application va permettre de définir un espace de travail, c'est-à-dire un ensemble de paires de pixels d'entrée sur lequel va s'appliquer la minimisation : I'DG = {I Dn (RDn,VDn, BDn ), IGn (RGf,VGn, BGf)}, l ON • Cet ensemble peut-être un sous échantillonnage de l'espace {(RD,VD, BD ), (RG,VG, BG)}des valeurs possibles pour les pixels de la paire stéréoscopique (ID,IG). II dépend donc des différences maximales possibles (liées à la disparité) pour chaque application.

Comme précédemment, du moment que la transformation anaglyphe Ana( ) présente des caractéristiques de continuité adéquates, la boucle de minimisation peut utiliser une des nombreuses méthodes connues d'optimisation déjà décrites ci-dessus. A chaque itération de la boucle, et en partant des conditions initiales ci-dessus, l'erreur M.-) va être minimisée par la méthode d'optimisation choisie, en faisant varier les transmissions spectrales TD (2) et TG(2) et/ou les paramètres de la transformation anaglyphe {p1 }. L'optimisation sera limitée par la définition d'une erreur résiduelle acceptable. La méthode d'optimisation calculera l'erreur E(...) pour ses besoins de la manière suivante : A partir de l'ensemble FDG des paires de pixels d'entrée, on calcule alors l'ensemble correspondant FA des pixels anaglyphes de sortie : rA={IAn(RAn,VAn,BAn)=Ana(IDn,IG;,' })}n wN en correspondance avec les pixels à restituer avec le jeu de paramètres {p1}. Pour chacun des N éléments (IDn, IGn) de l'ensemble FDG les équations ci-dessus permettent de calculer les perceptions de référence XDn,YDn,ZDn et XGn,YGn,ZGnpour ce jeu de pixels d'entrée. De même, les autres équations ci-dessus permettent de calculer les perceptions anaglyphes X ADn, YADn, ZADn et XAGn, YAGn, Z AGn correspondantes. L'erreur est enfin calculée par la fonction : En = E(Dn, X ADn,YDn,YADn,ZDn,ZADn X Gn, X AGn,YGn,YAGn,ZGn,ZAGn) L'optimisation présentée ci-dessus peut calculer : • Soit : les transmissions spectrales des filtres colorés des lunettes anaglyphes : TD(2) et TG(2) ({p1 }restent fixes) • Soit : les paramètres de la transformation anaglyphe IA = Ana(ID,IG <{p1}>) (TD(2) et TG(.1) restent fixes) • Soit, conjointement, les transmissions spectrales des filtres colorés des lunettes anaglyphes et les paramètres de la transformation anaglyphe (TD (2) , TG (2) et les paramètres {19,1 varient simultanément) La présentation ci-dessus s'est attachée à décrire l'optimisation proposée dans ses principes généraux. En pratique, le choix de la transformation anaglyphe, de la fonction d'erreur et de la méthode d'optimisation et diverses simplifications peuvent mener à des mises en oeuvre compactes. La méthode de E. Dubois en est un exemple. Pour la réalisation de lunettes anaglyphes, ce procédé s'applique une 30 seule fois pour chaque couple observateur-écran.

Pour l'ajustement des paramètres de la transformation anaglyphe, ce procédé s'applique à chaque modification des paramètres {pi} de la transformation anaglyphe, qui peuvent être fonction du contenu (par exemple de la géométrie d'acquisition du contenu).

Cet exemple d'application de l'invention à la définition des caractéristiques spectrales de transmission des filtres colorés de lunettes anaglyphes et/ou à la définition de la transformation des images stéréoscopiques 3D en images anaglyphes peut être mise en oeuvre avantageusement dans des systèmes classiques de télévision ou de visualisation 3D ou pour du cinéma 3D avec lunettes personnalisées.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS1 Lunettes de correction de couleur dont chaque verre est doté d'un filtre coloré dont les caractéristiques spectrales de transmission T(2) sont déterminées de manière à ce que, pour chacune Pn(2) de N>1 distributions 5 spectrales différentes d'un ensemble prédéterminé t = {Pn (2)}n_lwA, de distributions spectrales correspondant à des couleurs à observer, au moins une dites distributions dudit ensemble se répartissant dans un domaine de longueurs d'onde comprises entre 400 et 600 nm °, si l'on appelle Xc,Yc,2c les coordonnées trichromatiques dans l'espace CIE 10 XYZ de la couleur qui présente ladite distribution Pn(2) et qui est perçue par un observateur caractérisé par un premier jeu de fonctions colorimétriques visuelles x (2), ÿ (2),Z (2), de sorte que lesdites coordonnées trichromatiques sont définies comme suit : Xc = f Pn(2)•T(2). (2)•d.1 À Yc = f Pn(.l) T(~) ÿ(2)•da. Â Zc = f Pä(2).T(2).z(2).d2 15 si l'on appelle XR,YR,ZR les coordonnées trichromatiques dans l'espace CIE XYZ de la couleur qui présente la même distribution Pn(2) et qui est perçue par un observateur caractérisé par un deuxième jeu de fonctions colorimétriques visuelles xR (2), ÿR (2), zR (2) , différente dudit premier jeu, de sorte que lesdites coordonnées trichromatiques sont définies comme suit: XR = JPn(2).k.xR(2).d2 20 @R = 11)ä (2) • k @R (2)- dit ZR = 1 Pn(2)•k•zR(2)•d/1, où k est un facteur constant de compensation de la luminance, IXcXR on ait : Yc = YR . Zc = ZR2 Lunettes de correction de couleur dont chaque verre est doté d'un filtre coloré adapté à un premier observateur caractérisé par un premier jeu de fonctions colorimétriques visuelles x (2),5; (Â,), -z- (2) caractérisées en ce que les caractéristiques spectrales de transmission T(2) de chaque filtre coloré sont adaptées pour transformer la perception des couleurs dudit premier observateur portant lesdites lunettes de manière à rendre cette perception identique à celle d'un deuxième observateur caractérisé par un deuxième jeu de fonctions colorimétriques visuelles xR),yR(2),zR(2), différent du premier jeu. 3 Lunettes de correction de couleur pour vision 3D anaglyphique d'une 10 série d'images anaglyphiques où chaque image anaglyphique est composée d'une vue droite IAD et d'une vue gauche IAG dont les gammes spectrales ne se recoupent pas, chaque image anaglyphique étant adaptée pour représenter une image source 3D composée d'une vue droite ID et d'une vue gauche IG, lunettes dont chaque verre est doté d'un filtre coloré dont les caractéristiques 15 spectrales de transmission, TD(2) pour le verre droit, TG(2) pour le verre gauche, ne recouvrent pas les mêmes gammes de longueur d'onde et sont déterminées de manière à ce que, pour chaque pixel de chaque paire d'images source ID, IG présentant une distribution spectrale Ps (2) et pour chaque pixel correspondant de la paire correspondante d'images anaglyphes IAD, IAG 20 présentant une distribution spectrale PA(2) si, pour le pixel correspondant de la vue droite ID de ladite image source, les coordonnées trichromatiques XD,@D,ZD dans l'espace CIE XYZ de la couleur qui présente ladite distribution Pn(2) et qui est perçue par un observateur standard caractérisé par un premier jeu de fonctions colorimétriques visuelles 25 xR), ÿR(2) sont définies comme suit : X -D = 1 Ps (2) kD . xR (2) d~. YD jPs(2)•kD •@R(2)•da. ZD = Ps (2) kD • zR (2) • d2 si, pour le pixel correspondant de la vue gauche IG de la même image source,les coordonnées trichromatiques XG,@G,2G dans l'espace CIE XYZ de la couleur qui présente ladite distribution 13ä(2) et qui est perçue par un observateur standard caractérisé par le même premier jeu de fonctions colorimétriques visuelles IR(2), ÿR(2),zR(2) sont définies comme suit : XG = f Ps(2)'kG. (2)• @G = Ps(2)'kG@R(2)•dit ZG = j Ps(2)'kG.ZR(2)•d2. où kD et kG sont des facteurs constants de compensation de la luminance destinés à compenser l'atténuation des filtres colorés sur l'autre voie de calcul, si, pour le pixel correspondant de la vue anaglyphe droite IAD de ladite image anaglyphe à afficher, les coordonnées trichromatiques AD,YAD+ZAD dans l'espace CIE XYZ de la couleur qui présente ladite distribution P,,(2) et qui est perçue par un observateur doté desdites lunettes et caractérisé par un deuxième jeu de fonctions colorimétriques visuelles z (2),5i' (2),Z (2) sont définies comme suit : XAD = PA(2).TD (2).1(2). cm YAD = JPA(2).TD(2). (2)• ZAD = JPA(2)•TD(2). (2)•d2 si, pour le pixel correspondant de la vue anaglyphe gauche IGD de ladite image anaglyphe à afficher, les coordonnées trichromatiques XGD,YGD,ZGD dans l'espace CIE XYZ de la couleur qui présente ladite distribution 1),(2) et qui est perçue par le même observateur doté desdites lunettes et caractérisé par le même deuxième jeu de fonctions colorimétriques visuelles (2), ÿ (2),î (2) sont définies comme suit :XAG =SPA(2) TG(2) (2) R 'AG = JPA(2)•Tc(2)•@(2)•d2 2 Zac = JPA(2) TG (2) z (2) 12