WO2023247457A1 - Appareil photographique couleur et monochrome - Google Patents
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Classifications
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- H04N5/2621—Cameras specially adapted for the electronic generation of special effects during image pickup, e.g. digital cameras, camcorders, video cameras having integrated special effects capability
Definitions
- the invention relates to a method for generating a digital file of digital data representative of information received by an image sensor of a color photographic camera. It also relates to a photographic device as such.
- black and white images are appreciated as a distinct art form.
- monochrome only the rare so-called monochrome devices, that is to say those equipped with an image sensor without a color filter, are capable of producing a representative raw digital file. of a monochrome image.
- monochrome digital cameras are therefore devices whose image sensor does not have a colored filter.
- the image sensor of a color digital camera is associated with an optical device equipped with a color filter, so that the photosites of the image sensor only receive part of the photons received, filtered for keep only one predefined color.
- a color camera can be converted to a monochrome camera by physically removing the color filter from the optical device associated with its image sensor. This is a delicate and potentially destructive operation that can only be carried out with specialized installations, in particular to prevent pollution by dust of the space between the sensitive area of the sensor and the window glass. protection of it. No color camera is designed for such a transformation.
- the invention also relates to a photographic apparatus comprising an optical device comprising a color filter and an image sensor, in order to generate a color photograph, characterized in that it comprises a man-machine interface allowing a user to choose a mode color or monochrome operation of said photographic device, and in that it comprises a software module configured to implement a method for generating a digital data file representative of the information received by the image sensor, i.e. color type , or monochrome type, depending on the color or monochrome operating mode chosen by the user.
- Said man-machine interface may include an actuator with two positions, such as a push button or a sliding button, these two positions corresponding respectively to the color and monochrome operating modes, and may optionally include an indicator of the selected operating mode.
- Figure 3 represents a second man-machine interface according to a variant of the embodiment of the invention. detailed description
- the advantage of a monochrome camera is to be able to produce rich raw images (RAW) whose nature allows creative editing by the photographer during the development / post-processing phase, the present invention produces raw images (RAW ) comparable to that which an equivalent monochrome device could produce.
- RAW rich raw images
- the invention implements a method for generating a digital data file representative of the information received by an image sensor of a color camera, comprising the following steps: - Selection of a monochrome mode by a user via a human machine interface;
- the step of estimated calculation of a monochrome light intensity received by a given photosite makes it possible to generate information directly at the image sensor, upstream of any processing, compatible with the construction of a raw digital file (RAW) .
- a raw digital file comprises, for each photosite, digital data representative of the monochrome light intensity received by said photosite, this digital data being in the native format of the sensor whose size is at least 12 bits, in particular 12 bits, or 14 bits, or 16 bits.
- each photosite of the image sensor receives only a portion of the incident photons, filtered according to a frequency range corresponding to a particular color, generally red, green or blue, in the RGB color space (for Red, Green, Blue in English).
- the concept of the invention consists of estimating the light intensity that each photosite would have perceived in the absence of the color filter, which we will call monochrome light intensity.
- This estimated calculation takes into account the light intensity received by several neighboring photosites. For this, it is possible to consider a rectangle of NxM photosites, centered on the photosite considered. In this group of neighboring photosites, some perceive a red light intensity, others a green light intensity, others a green light intensity.
- the monochrome light intensity of the photosite considered is estimated to correspond to the maximum intensity received by the neighboring photosites considered, generally a photosite receiving the light intensity in the green color.
- the monochrome light intensity of the photosite considered is estimated by the weighted addition of the filtered intensities received for different colors by neighboring photosites of different colors. It is thus possible to reconstruct the monochrome light intensity by adding the light intensities of the different colors which should all have been received.
- a multiplicative factor can be used to compensate for the light loss induced by the color filter, beyond its color filtering.
- the preprocessing unit waits for the reception of electrical signals from each photosite from the image sensor to proceed with the calculation of the monochrome light intensities of each photosite.
- the invention also relates to a method for generating a digital data file representative of the information received by an image sensor of an optical device of a color photographic camera, characterized in that it comprises the steps following:
- the file may also include digital data relating to a modification of the response of the pixels according to the spatial organization of the image captured by the image sensor, by a device for modifying the response of the pixels according to the spatial organization of the image captured by the image sensor, such a device allowing for example and non-exhaustively to modify the fineness of resolution of the details of the captured image, or to transform the digital noise of the pixels into a different form of image grain comparable to the grain of a negative film.
- the preceding process makes it possible to generate digital data for each photosite of the image sensor, that is to say, to reconstruct the monochrome information for each photosite of the image sensor.
- Such an approach is ideal since it provides maximum information, and allows the construction of an image with a maximum number of pixels.
- the method could be applied to groups of photosites, by calculating the monochrome light intensity received by a group of photosites and not for each individual photosite . Such an approach amounts to considering an image sensor with fewer photosites, for a final image with fewer pixels.
- the invention also relates to a photographic device as such, which has the particularity of being both a color and monochrome device.
- photographic device we mean any device equipped with an image sensor, which can be in the form of a classic camera or in the form of a mobile phone, a tablet, etc.
- the photographic apparatus represented schematically by Figure 1, therefore comprises an optical device 1 comprising in particular a color filter 2 associated with an image sensor 3, in order to be able to generate a color photograph, in a conventional manner. It further includes a man-machine interface 10 which allows a user to choose a color or monochrome operating mode. It further comprises a software module 20 configured to implement a method of generating a digital data file representative of the information received by the image sensor, either of the color type or of the monochrome type, depending on the operating mode. chosen color or monochrome chosen by the user.
- the man-machine interface 10 can be remote to a remote object, distinct from the camera, such as from a remote control or from a telephone, for example through a mobile application connected to the camera.
- the man-machine interface 10 advantageously includes an indicator of the selected operating mode. This indicator can also be present in the camera's viewfinder, so that the user knows what type of photograph they are taking.
- the camera may include complementary devices for adjusting the monochrome color conversion to reproduce other creative elements of black and white photography: o one or more user interfaces for configuring additional parameters of the color conversion color camera converted to monochrome mode; o a device for managing additional parameters to be applied to the device for adapting the response of the pixels of the image sensor; o one or more complementary devices for adapting the response of the pixels of the image sensor, such as for example and not exhaustively:
- a device for modifying the response of the pixels according to the spatial organization of the image captured by the image sensor such a device making it possible, for example and not exclusively, to modify the fineness of resolution of the details of the captured image, or to transform the digital noise of the pixels into a different form of image grain comparable to the grain of a negative film.
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Abstract
Procédé de génération d'un fichier de données numériques représentatives des informations reçues par un capteur d'image d'un dispositif optique d'un appareil photographique couleur, comprenant les étapes suivantes : - Sélection d'un mode monochrome par un utilisateur par l'intermédiaire d'une interface homme machine; - Réception d'une intensité lumineuse par ledit capteur d'image comprenant une multitude de photosites, au travers un dispositif optique comprenant un filtre couleur destiné à former une image en couleur; - calcul estimatif d'une intensité lumineuse monochrome reçue par tout ou partie des photosites ou groupes de photosites du capteur d'image, telle qu'elle serait reçue sans la présence du filtre couleur du dispositif optique; - mémorisation d'un fichier numérique représentatif de l'image monochrome perçue par le capteur d'image, comprenant pour tout ou partie des photosites ou groupe de photosites du capteur d'image une donnée numérique représentative de ladite intensité lumineuse monochrome reçue, sans filtre couleur, issue dudit calcul estimatif.
Description
Appareil photographique couleur et monochrome
Domaine Technique de l'invention
L’invention porte sur un procédé de génération d’un fichier numérique de données numériques représentatives des informations reçues par un capteur d’image d’un appareil photographique couleur. Elle porte aussi sur un appareil photographique en tant que tel.
Etat de la technique antérieure
Dans le domaine de la photographie, les images en noir et blanc sont appréciées comme une forme artistique distincte. Pour produire des images en noir et blanc, également appelées monochromes, seuls les rares appareils dits monochromes, c'est-à-dire ceux équipés d'un capteur d'image dépourvu de filtre coloré, sont capables de produire un fichier numérique brut représentatif d’une image monochrome. Ces appareils photographiques numériques monochromes sont donc des appareils dont le capteur d'image est dépourvu de filtre coloré. Par opposition, le capteur d’image d’un appareil photographique numérique couleur est associé à un dispositif optique doté d'un filtre couleur, de sorte que les photosites du capteur d’image ne reçoivent qu’une partie des photons reçus, filtrée pour ne conserver qu’une couleur prédéfinie.
Un appareil photographique couleur peut être converti en appareil photo monochrome en retirant physiquement le filtre couleur du dispositif optique associé à son capteur d’image. Il s'agit d'une opération délicate et potentiellement destructive ne pouvant être réalisée qu'avec des installations spécialisées, notamment pour empêcher la pollution par des poussières de l'espace entre la zone sensible du capteur et la vitre de
protection de celle-ci. Aucun appareil photographique couleur n’est conçu pour une telle transformation.
En pratique, un photographe est donc équipé de deux appareils photographiques distincts, un appareil photographique couleur et un appareil photographique monochrome. Cette situation n’est évidemment pas idéale.
Une solution alternative pour un photographe est de retravailler une image couleur a posteriori, à l’aide d’un outil logiciel qui propose une transformation d’une image couleur en noir et blanc, ou en niveaux de gris, ce qui correspond à une image monochrome. Ces traitements d’image agissent sur un fichier numérique visualisable, c’est-à-dire un fichier numérique standardisé directement exploitable par un logiciel pour afficher une image sur un écran. Le format d’un fichier numérique visualisable est transformé par rapport à un fichier numérique brut, couramment appelé fichier « RAW » ou format de fichier natif dans le domaine de la photographie. Cette transformation entraîne une perte d’informations par rapport au fichier numérique brut directement issu du capteur d’image d’un appareil photographique. Par exemple, les images au format standardisé JPEG reposent sur une dimension 8-bits, par opposition à un format brut (RAW) qui comprend des données sur une dimension nettement supérieure. De ce fait, tout traitement d’une image à partir d’un tel fichier numérique transformé, que nous appellerons aussi fichier numérique visualisable, même s’il peut générer une image monochrome, est nécessairement limité par rapport à la qualité finale de l’image qu’il peut produire puisqu’il ne peut pas prendre en compte les données perdues. Il en résulte une image monochrome de qualité non optimale.
Présentation de l'invention
Le but de l'invention est de fournir une solution permettant à un photographe d’obtenir des images couleur et monochrome de grande qualité et de manière conviviale.
Résumé de l'invention
A cet effet, l’invention repose sur un procédé de génération d’un fichier de données numériques représentatives des informations reçues par un capteur d’image d’un dispositif optique d’un appareil photographique couleur, comprenant les étapes suivantes :
- Sélection d’un mode monochrome par un utilisateur par l’intermédiaire d’une interface homme machine ;
- Réception d’une intensité lumineuse par ledit capteur d’image comprenant une multitude de photosites, au travers un dispositif optique comprenant un filtre couleur destiné à former une image en couleur ;
- calcul estimatif d’une intensité lumineuse monochrome reçue par tout ou partie des photosites ou groupes de photosites du capteur d’image, telle qu’elle serait reçue sans la présence du filtre couleur du dispositif optique ;
- mémorisation d’un fichier numérique représentatif de l’image monochrome perçue par le capteur d’image, comprenant pour tout ou partie des photosites ou groupe de photosites du capteur d’image une donnée numérique représentative de ladite intensité lumineuse monochrome reçue, sans filtre couleur, issue dudit calcul estimatif.
L’étape de calcul estimatif d’une intensité lumineuse monochrome reçue par un photosite donné peut prendre en compte l’intensité lumineuse reçue par plusieurs photosites voisins du capteur d’image.
L’étape de calcul estimatif d’une intensité lumineuse monochrome reçue par ledit photosite donné peut considérer que cette intensité lumineuse monochrome est égale à l’intensité lumineuse maximale reçue parmi lesdits plusieurs photosites voisins, ou calcule cette intensité lumineuse monochrome par une somme pondérée en fonction de la couleur de l’intensité lumineuse reçue par lesdits plusieurs photosites voisins.
L’étape de calcul estimatif peut comprendre les sous-étapes suivantes :
- transfert à une unité de prétraitement d’un signal électrique représentatif de la quantité de photons reçus par au moins un photosite du capteur d’image ; et
- après la réception des signaux électriques représentatifs de la quantité de photons reçus par ledit au moins un photosite et quelques photosites voisins du capteur d’image, calcul estimatif de l’intensité lumineuse monochrome reçue par ledit au moins un photosite à la volée ; et
- mémorisation dans ledit fichier numérique d’une donnée numérique représentative de ladite intensité lumineuse monochrome reçue par ledit au moins un photosite ;
Ou
- calcul estimatif d’une intensité lumineuse monochrome reçue par tout ou partie des photosites ou groupes de photosites du capteur d’image après la réception des signaux électriques représentatifs de la quantité de photons reçus par chaque photosite du capteur d’image.
Ledit fichier numérique représentatif de l’image monochrome perçue par le capteur d’image peut être un fichier numérique brut de type RAW.
Ledit fichier numérique représentatif de l’image monochrome perçue par le capteur d’image peut comprendre en outre tout ou partie des informations suivantes :
- une donnée numérique relative à la modification de la courbe de réponse des pixels (tonecurve) ;
- une donnée numérique relative à une modification de la réponse des pixels selon la fréquence de la lumière captée par ceux-ci ;
- une donnée numérique relative à une modification de la réponse des pixels selon l'organisation spatiale de l'image saisie par le capteur d'image.
L’invention porte aussi sur un procédé de génération d’une photographie monochrome peut comprendre la mise en oeuvre de la génération d’un fichier de données numériques brutes représentatives des informations reçues par un capteur d’image d’un appareil photographique couleur tel que décrit précédemment, et peut comprendre une étape de transmission desdites données numériques dudit fichier de données numériques à une unité de traitement qui transforme ledit fichier numérique brut dans un autre format visualisable.
L’invention porte aussi sur un appareil photographique comprenant un dispositif optique comprenant un filtre couleur et un capteur d’image, afin de générer une photographie couleur, caractérisé en ce qu’il comprend une interface homme machine permettant à un utilisateur de choisir un mode de fonctionnement couleur ou monochrome dudit appareil photographique, et en ce qu’il comprend un module logiciel configuré pour mettre en oeuvre un procédé de génération d’un fichier de données numériques représentatives des informations reçues par le capteur d’image, soit de type couleur, soit de type monochrome, selon le mode de fonctionnement couleur ou monochrome choisi par l’utilisateur.
Ladite interface homme machine peut comprendre un actionneur à deux positions, comme un bouton poussoir ou un bouton coulissant, ces deux positions correspondant respectivement aux modes de fonctionnement couleur et monochrome, et peut comprendre optionnellement un indicateur du mode de fonctionnement sélectionné.
Ledit module logiciel peut être configuré pour mettre en oeuvre un procédé de génération d’un fichier de données numériques tel que décrit précédemment, et l’appareil photographique peut comprendre une unité de prétraitement destinée à convertir les signaux électriques provenant des photosites du capteur d’image en données numériques représentatives d’une intensité lumineuse monochrome pour former un fichier numérique brut, et peut comprendre un processeur de signal d’image ISP distinct pour transformer le fichier numérique brut en fichier numérique visualisable.
Présentation des figures
Ces objets, caractéristiques et avantage de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante d’un mode de réalisation particulier fait à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles:
La figure 1 représente schématiquement l’architecture d’un appareil photographique selon un mode de réalisation de l’invention.
La figure 2 représente une première interface homme machine selon un mode de réalisation de l’invention.
La figure 3 représente une deuxième interface homme machine selon une variante du mode de réalisation de l’invention.
Description détaillée
La présente invention permet de convertir un appareil photographique couleur en un appareil photographique monochrome, sans avoir à retirer le filtre coloré de son capteur, et tout en préservant la capacité de l'appareil à fournir des images brutes, c’est-à-dire un fichier numérique brut (RAW) au format monochrome. La présente invention est réversible et permet également de convertir un appareil photo monochrome ainsi transformé, à nouveau en un appareil couleur.
L'intérêt d'un appareil monochrome est de pouvoir produire des images brutes (RAW) riches et dont la nature autorise l'édition créative par le photographe durant la phase de développement / post-traitement, la présente invention produit des images brutes (RAW) comparables à celle que pourrait produire un appareil monochrome équivalent.
Les images brutes (RAW) monochromes produites par la présente invention peuvent également permettre de produire des images noir et blanc prêtes à être visualisées après leur transformation dans un fichier numérique visualisable, comme le format JPEG 8 bits ou un autre format, en traitant l'image brute monochrome selon les mêmes modalités de traitement qu'une image brute monochrome produite par un capteur monochrome dépourvu de filtre coloré.
Plus précisément, l’invention met en oeuvre un procédé de génération d’un fichier de données numériques représentatives des informations reçues par un capteur d’image d’un appareil photographique couleur, comprenant les étapes suivantes :
- Sélection d’un mode monochrome par un utilisateur par l’intermédiaire d’une interface homme machine ;
- Réception d’une image lumineuse par ledit capteur d’image comprenant une multitude de photosites, au travers un dispositif optique comprenant un filtre couleur destiné à former une image en couleur ;
- calcul estimatif d’une intensité lumineuse monochrome reçue par tout ou partie des photosites ou groupes de photosites telle qu’elle serait reçue sans la présence du filtre couleur du dispositif optique ;
- mémorisation d’un fichier numérique représentatif de l’image monochrome perçue par le capteur d’image, comprenant pour tout ou partie des photosites du dispositif optique une donnée numérique représentative de ladite intensité lumineuse monochrome reçue, sans filtre couleur, issue dudit calcul estimatif.
L’étape de calcul estimatif d’une intensité lumineuse monochrome reçue par un photosite donné permet de générer une information directement au niveau du capteur d’image, en amont de tout traitement, compatible avec la construction d’un fichier numérique brut (RAW). Un tel fichier comprend, pour chaque photosite, une donnée numérique représentative de l’intensité lumineuse monochrome reçue par ledit photosite, cette donnée numérique étant au format natif du capteur dont la taille est d’au moins 12 bits, notamment 12 bits, ou 14 bits, ou 16 bits.
Du fait de la présence d’un filtre couleur dans le dispositif optique, chaque photosite du capteur d’image ne reçoit qu’une partie des photons incidents, filtrés selon une plage de fréquence correspondant à une couleur particulière, en général rouge, vert ou bleu, dans l’espace de couleur RGB (pour Red, Green, Blue an anglais). Le concept de l’invention consiste à estimer l’intensité lumineuse que chaque photosite aurait perçue en
l’absence du filtre couleur, que nous appellerons intensité lumineuse monochrome.
Ce calcul estimatif prend en compte l’intensité lumineuse reçue par plusieurs photosites voisins. Pour cela, il est possible de considérer un rectangle de NxM photosites, centré sur le photosite considéré. Dans ce groupe de photosites voisins, certains perçoivent une intensité lumineuse rouge, d’autres une intensité lumineuse verte, d’autres une intensité lumineuse vertes.
Selon une première approche, l’intensité lumineuse monochrome du photosite considéré est estimée correspondre à l’intensité maximale reçue par les photosites voisins considérés, en général un photosite recevant l’intensité lumineuse dans la couleur verte.
Selon une deuxième approche, l’intensité lumineuse monochrome du photosite considéré est estimée par l’addition pondérée des intensités filtrées reçues pour différentes couleurs par les photosites voisins de couleur différente. Il est ainsi possible de reconstruire l’intensité lumineuse monochrome en ajoutant les intensités lumineuses des différentes couleurs qui auraient dû être toutes reçues. En complément, un facteur multiplicatif peut être utilisé, pour compenser la perte lumineuse induite par le filtre couleur, au-delà de son filtrage de couleur.
Plus précisément, ce traitement est réalisé par les sous-étapes suivantes :
- transfert à une unité de prétraitement d’un signal électrique représentatif de la quantité de photons reçus par au moins un photosite du capteur d’image ; et
- après la réception des signaux électriques représentatifs de la quantité de photons reçus par ledit au moins un photosite et ses quelques
photosites voisins du capteur d’image, mise en oeuvre du calcul estimatif de l’intensité lumineuse monochrome reçue par ledit au moins un photosite selon l’une des approches précédentes. Un tel calcul se fait donc à la volée, au fur et à mesure de la réception des signaux électriques provenant du capteur d’image ; et
- mémorisation dans ledit fichier numérique d’une donnée numérique représentative de ladite intensité lumineuse monochrome reçue par ledit au moins un photosite.
En variante, ce calcul estimatif pourrait ne pas se faire à la volée. Dans cette variante, l’unité de prétraitement attend la réception des signaux électriques de chaque photosite du capteur d’image pour procéder au calcul des intensités lumineuses monochromes de chaque photosite.
Selon une troisième approche, l’intensité lumineuse monochrome du photosite considéré est estimée par une structure informatique à base de réseau de neurones, plus généralement par tout module de traitement d’intelligence artificielle. Pour cela, le module est d’abord soumis à une phase d’apprentissage, comprenant le traitement d’un nombre important d’images couleurs et d’images monochromes correspondantes, telles qu’elles sont obtenues à partir d’un appareil photographique monochrome traditionnel, c’est-à-dire sans filtre couleur. Autrement dit, une base de données est établie, comprenant des mêmes images obtenues d’une part par un appareil photographique couleur doté d’un filtre couleur et d’autre part par un appareil photographique monochrome sans filtre couleur. Le réseau de neurone subit une phase d’apprentissage dans laquelle il analyse l’ensemble de ces couples d’images couleurs et monochromes et/ou plus exactement dans laquelle il procède à la lecture de toutes les données des fichiers bruts, de type RAW, associés à ces images. Sur cette base, il est ensuite capable de générer automatiquement un fichier de type RAW
monochrome à partir d’un fichier de type RAW couleur. Avec une telle approche, le module de traitement utilise en fait l’intégralité ou la quasi- intégralité des données de chaque fichier RAW couleur, sans se limiter aux photosites voisins.
Ainsi, l’invention porte aussi sur un procédé de génération d’un fichier de données numériques représentatives des informations reçues par un capteur d’image d’un dispositif optique d’un appareil photographique couleur, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes :
- Sélection d’un mode monochrome par un utilisateur par l’intermédiaire d’une interface homme machine ;
- Réception d’une intensité lumineuse par ledit capteur d’image comprenant une multitude de photosites, au travers un dispositif optique comprenant un filtre couleur destiné à former une image en couleur ;
- calcul estimatif d’une intensité lumineuse monochrome reçue par tout ou partie des photosites ou groupes de photosites du capteur d’image, telle qu’elle serait reçue sans la présence du filtre couleur du dispositif optique ;
- mémorisation d’un fichier numérique représentatif de l’image monochrome perçue par le capteur d’image, comprenant pour tout ou partie des photosites ou groupe de photosites du capteur d’image une donnée numérique représentative de ladite intensité lumineuse monochrome reçue, sans filtre couleur, issue dudit calcul estimatif, dans lequel le calcul estimatif repose sur un module de traitement d’intelligence artificielle, notamment comprenant un réseau de neurones, ayant subi un procédé préalable d’apprentissage sur la base de fichiers de type RAW obtenus respectivement à partir d’un appareil photographique couleur doté d’un filtre couleur et d’autre part par un appareil photographique monochrome sans filtre couleur.
Finalement, par l’approche de l’invention, le fichier numérique généré est bien représentatif de l’image monochrome perçue par le capteur d’image. Il comprend de plus toutes les informations que celles qui seraient reçues par un capteur d’image sans filtre couleur, ce qui permet bien de construire un fichier numérique brut de type RAW.
Ce fichier numérique brut peut comprendre en complément d’autres informations utiles pour le futur traitement de l’image monochrome. Par exemple, une donnée numérique relative à la modification de la courbe de réponse des pixels (tonecurve), par un dispositif de modification de la courbe de réponse des pixels (tonecurve) enregistré dans le fichier image brut (RAW) qui sera appliqué par des dispositifs externes de production d'une image prête à être visualisée; ledit dispositif permettant de reproduire les possibilités créatives de la photographie analogique liés à la différence de rendu entre différents types de pellicules noir et blanc. Il peut aussi comprendre une donnée numérique relative à une modification de la réponse des pixels selon la fréquence de la lumière captée par ceux-ci par un dispositif de modification de la réponse des pixels selon la fréquence de la lumière captée par ceux-ci, enregistré dans le fichier brut (RAW); un tel dispositif permettant par exemple et non-exhaustivement de reproduire les procédés créatifs d'utilisation d'un appareil monochrome dont l'objectif est équipé d'un filtre amovible coloré (par exemple, un filtre orange) pour mettre en valeur la végétation ou le ciel dans une photographie ou d'utiliser la réponse du capteur d'image au-delà de l'espace des couleurs visibles (par exemple photographie en infrarouge proche). Le fichier peut aussi comprendre une donnée numérique relative à une modification de la réponse des pixels selon l'organisation spatiale de l'image saisie par le capteur d'image, par un dispositif de modification de la réponse des pixels selon l'organisation spatiale de l'image saisie par le capteur d'image, un tel dispositif permettant par exemple et non-exhaustivement de modifier la
finesse de résolution des détails de l'image saisie, ou de transformer le bruit numérique des pixels en une forme différente de grain d'image comparable au grain d'un film négatif.
Ensuite, le fichier de données numériques monochromes peut naturellement être traité de manière classique, notamment être converti en un fichier numérique visualisable, par exemple dans le standard JPEG. L’invention met ainsi en oeuvre un procédé de génération d’une image monochrome, caractérisé en ce qu’il comprend la mise en oeuvre de la génération d’un fichier de données numériques brut représentatif des informations reçues par un capteur d’image d’un appareil photographique monochrome, comme décrit précédemment, et comprenant une transformation par une unité de traitement dans un autre format directement visualisable.
Le procédé précédent permet de générer une donnée numérique pour chaque photosite du capteur d’image, c’est-à-dire de reconstruire l’information monochrome pour chaque photosite du capteur d’image. Une telle approche est idéale puisqu’elle fournit l’information maximale, et permet la construction d’une image avec un maximum de pixels. En variante toutefois, pour simplifier le calcul et/ou réduire la mémoire des informations à stocker, le procédé pourrait s’appliquer sur des groupes de photosites, en calculant l’intensité lumineuse monochrome reçue par un groupe de photosites et non pour chaque photosite individuel. Une telle approche revient à considérer un capteur d’image avec moins de photosites, pour une image finale avec moins de pixels.
Naturellement, le procédé décrit précédemment comprend en parallèle l’option couleur classique. Ainsi, l’utilisateur peut sélectionner le mode couleur, auquel cas le fonctionnement reste celui d’un appareil
photographique couleur classique, dans le but de générer une image couleur.
Le procédé peut de plus comprendre les étapes complémentaires d'acquisition des données comprenant tout ou partie de : i. la valeur de l'ensemble des pixels du capteur, ii. les méta-données représentant les paramètres du capteur d'image, iii. les méta-données représentant les paramètres utilisateurs fixés préalablement à la capture d'une image, iv. les méta-données de l'environnement de l'appareil photo incluant non-exhaustivement, les caractéristiques de ou des illuminants éclairant la scène photographiée.
L’invention porte aussi sur un appareil photographique en tant que tel, qui présente la particularité d’être à la fois un appareil couleur et monochrome. Nous entendons par appareil photographique tout appareil doté d’un capteur d’image, pouvant se présenter sous la forme d’un appareil photographique classique ou sous la forme d’un téléphone portable, d’une tablette, etc.
L’appareil photographique, représenté schématiquement par la figure 1 , comprend donc un dispositif optique 1 comprenant notamment un filtre couleur 2 associé à un capteur d’image 3, afin de pouvoir générer une photographie couleur, de manière classique. Il comprend de plus une interface homme machine 10 qui permet à un utilisateur de choisir un mode de fonctionnement couleur ou monochrome. Il comprend de plus un module logiciel 20 configuré pour mettre en oeuvre un procédé de génération d’un fichier de données numériques représentatives des informations reçues par le capteur d’image, soit de type couleur, soit de type monochrome, selon le mode de fonctionnement choisi couleur ou monochrome choisi par
l’utilisateur. Ce module logiciel comprend un processeur de signal d’image classique, souvent dénommé par l’acronyme ISP (pour Interface Signal Processor), qui est prévu pour la transformation d’un fichier numérique brut (RAW) en un fichier numérique visualisable, de manière classique. Ce processeur ISP se décompose en deux processeurs, un premier processeur ISP couleur 24, et un deuxième processeur ISP monochrome 26. Ce module logiciel comprend aussi une unité de prétraitement 22, qui génère un fichier numérique brut de type monochrome à partir des informations provenant directement des photosites 4 du capteur d’image 3 de l’appareil. Cette unité de prétraitement 22 peut donc mettre en oeuvre le procédé décrit précédemment. En complément, l’appareil photographique comprend au moins une mémoire électronique 25 destinée à recevoir les fichiers numériques bruts générés, et les fichiers numériques visualisables.
L’invention ne se limite pas aux modes de réalisation décrits. Dans tous les cas, il est avantageux de procéder à un traitement des données reçues par le capteur d’image en amont du (ou des) processeur ISP 24, 26 d’un appareil photographique, pour générer un fichier numérique monochrome en vue de la future construction d’une image monochrome. Le fait de faire ainsi un traitement au plus proche du capteur d’image permet de garantir la récupération d’un maximum d’informations sur l’image telle que perçue par le capteur d’image 3 de l’appareil photographique, en vue de pouvoir obtenir une image monochrome de grande qualité, après des futurs traitements de ces informations.
Avantageusement, l’interface homme machine 10 comprend un actionneur, par exemple à deux positions, comme un bouton poussoir 12 ou un bouton coulissant 13, respectivement représenté par les figures 2 et 3, ces deux positions correspondant respectivement aux modes de fonctionnement couleur ou monochrome. Cet actionneur peut être mécanique ou tactile sur
un écran. Dans le cas d’un bouton, un double click peut être prévu, pour éviter un actionnement involontaire.
En variante ou complément, l’interface homme machine 10 peut être déportée sur un objet distant, distinct de l’appareil photographique, comme depuis une télécommande ou encore depuis un téléphone, par exemple à travers une application mobile connectée à l'appareil photographique.
De plus, l’interface homme machine 10 comprend avantageusement un indicateur du mode de fonctionnement sélectionné. Cet indicateur peut aussi être présent dans le viseur de l’appareil, pour que l’utilisateur sache quel type de photographie il est en train de prendre.
L’appareil photographique peut comprendre des dispositifs complémentaires permettant d'ajuster la conversion couleur monochrome pour reproduire d'autres éléments créatifs de la photographie en noir et blanc : o une ou plusieurs interfaces utilisateur permettant de configurer des paramètres complémentaires de la conversion de l'appareil photographique couleur converti en mode monochrome; o un dispositif de gestion des paramètres complémentaires à appliquer au dispositif d'adaptation de la réponse des pixels du capteur d'image ; o un ou plusieurs dispositifs complémentaires d'adaptation de la réponse des pixels du capteur d'image, comme par exemple et non exhaustivement :
- un dispositif de modification de la courbe de réponse des pixels (tonecurve) enregistré dans le fichier brut (RAW) qui sera appliquée par des dispositifs externes de production d'une image prête à être visualisée; ledit dispositif permet de reproduire les possibilités créatives de la photographie
analogique liés à la différence de rendu entre différents types de pellicules noir et blanc;
- un dispositif de modification de la réponse des pixels selon la fréquence de la lumière captée par ceux-ci, enregistré dans le fichier brut (RAW); un tel dispositif permet par exemple et non-exhaustivement de reproduire les procédés créatifs d'utilisation d'un appareil monochrome dont l'objectif est équipé d'un filtre amovible coloré (par exemple, un filtre orange) pour mettre en valeur la végétation ou le ciel dans une photographie ou d'utiliser la réponse du capteur d'image au-delà de l'espace des couleurs visibles (par exemple photographie en infrarouge proche)
- un dispositif de modification de la réponse des pixels selon l'organisation spatiale de l'image saisie par le capteur d'image; un tel dispositif permettant par exemple et non-exhaustivement de modifier la finesse de résolution des détails de l'image saisie, ou de transformer le bruit numérique des pixels en une forme différente de grain d'image comparable au grain d'un film négatif.
Claims
1. Procédé de génération d’un fichier de données numériques représentatives des informations reçues par un capteur d’image d’un dispositif optique d’un appareil photographique couleur, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes :
- Sélection d’un mode monochrome par un utilisateur par l’intermédiaire d’une interface homme machine ;
- Réception d’une intensité lumineuse par ledit capteur d’image comprenant une multitude de photosites, au travers un dispositif optique comprenant un filtre couleur destiné à former une image en couleur ;
- calcul estimatif d’une intensité lumineuse monochrome reçue par tout ou partie des photosites ou groupes de photosites du capteur d’image, telle qu’elle serait reçue sans la présence du filtre couleur du dispositif optique ;
- mémorisation d’un fichier numérique représentatif de l’image monochrome perçue par le capteur d’image, comprenant pour tout ou partie des photosites ou groupe de photosites du capteur d’image une donnée numérique représentative de ladite intensité lumineuse monochrome reçue, sans filtre couleur, issue dudit calcul estimatif.
2. Procédé de génération d’un fichier de données numériques selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’étape de calcul estimatif d’une intensité lumineuse monochrome reçue par un photosite donné prend en compte l’intensité lumineuse reçue par plusieurs photosites voisins du capteur d’image.
3. Procédé de génération d’un fichier de données numériques selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’étape de calcul estimatif d’une intensité lumineuse monochrome reçue par ledit photosite donné considère que cette intensité lumineuse monochrome est égale à l’intensité
lumineuse maximale reçue parmi lesdits plusieurs photosites voisins, ou calcule cette intensité lumineuse monochrome par une somme pondérée en fonction de la couleur de l’intensité lumineuse reçue par lesdits plusieurs photosites voisins.
4. Procédé de génération d’un fichier de données numériques selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’étape de calcul estimatif comprend les sous-étapes suivantes :
- transfert à une unité de prétraitement d’un signal électrique représentatif de la quantité de photons reçus par au moins un photosite du capteur d’image ; et
- après la réception des signaux électriques représentatifs de la quantité de photons reçus par ledit au moins un photosite et quelques photosites voisins du capteur d’image, calcul estimatif de l’intensité lumineuse monochrome reçue par ledit au moins un photosite à la volée ; et
- mémorisation dans ledit fichier numérique d’une donnée numérique représentative de ladite intensité lumineuse monochrome reçue par ledit au moins un photosite ;
Ou
- calcul estimatif d’une intensité lumineuse monochrome reçue par tout ou partie des photosites ou groupes de photosites du capteur d’image après la réception des signaux électriques représentatifs de la quantité de photons reçus par chaque photosite du capteur d’image.
5. Procédé de génération d’un fichier de données numériques selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit fichier numérique représentatif de l’image monochrome perçue par le capteur d’image est un fichier numérique brut de type RAW.
6. Procédé de génération d’un fichier de données numériques selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit fichier numérique brut comprend pour tout ou partie des photosites ou groupe de photosites du capteur d’image la donnée numérique représentative de ladite intensité lumineuse monochrome de taille d’au moins 12 bits, notamment 12 bits ou 14 bits ou 16 bits.
7. Procédé de génération d’un fichier de données numériques selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit fichier numérique représentatif de l’image monochrome perçue par le capteur d’image comprend en outre tout ou partie des informations suivantes :
- une donnée numérique relative à la modification de la courbe de réponse des pixels (tonecurve) ;
- une donnée numérique relative à une modification de la réponse des pixels selon la fréquence de la lumière captée par ceux-ci ;
- une donnée numérique relative à une modification de la réponse des pixels selon l'organisation spatiale de l'image saisie par le capteur d'image.
8. Procédé de génération d’une photographie monochrome, caractérisé en ce qu’il comprend la mise en oeuvre de la génération d’un fichier de données numériques brutes représentatives des informations reçues par un capteur d’image d’un appareil photographique couleur selon l’une des revendications précédentes, et en ce qu’il comprend une étape de transmission desdites données numériques dudit fichier de données numériques à une unité de traitement qui transforme ledit fichier numérique brut dans un autre format visualisable.
9. Appareil photographique comprenant un dispositif optique (1 ) comprenant un filtre couleur (2) et un capteur d’image (3), afin de générer
une photographie couleur, caractérisé en ce qu’il comprend une interface homme machine (10) permettant à un utilisateur de choisir un mode de fonctionnement couleur ou monochrome dudit appareil photographique, et en ce qu’il comprend un module logiciel (20) configuré pour mettre en oeuvre un procédé de génération d’un fichier de données numériques représentatives des informations reçues par le capteur d’image (3), soit de type couleur, soit de type monochrome, selon le mode de fonctionnement couleur ou monochrome choisi par l’utilisateur.
10. Appareil photographique selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite interface homme machine comprend un actionneur à deux positions, comme un bouton poussoir (12) ou un bouton coulissant (13), ces deux positions correspondant respectivement aux modes de fonctionnement couleur et monochrome, et en ce qu’il comprend optionnellement un indicateur du mode de fonctionnement sélectionné.
11 . Appareil photographique selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ledit module logiciel est configuré pour mettre en oeuvre un procédé de génération d’un fichier de données numériques selon l’une des revendications 1 à 8, et en ce que l’appareil photographique comprend une unité de prétraitement (22) destinée à convertir les signaux électriques provenant des photosites (4) du capteur d’image (3) en données numériques représentatives d’une intensité lumineuse monochrome pour former un fichier numérique brut, et comprend un processeur de signal d’image ISP distinct (24 ; 26) pour transformer le fichier numérique brut en fichier numérique visualisable.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR2206012A FR3136926B1 (fr) | 2022-06-20 | 2022-06-20 | Appareil photo couleur et monochrome |
| FR2206012 | 2022-06-20 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2023247457A1 true WO2023247457A1 (fr) | 2023-12-28 |
Family
ID=87059799
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/EP2023/066493 WO2023247457A1 (fr) | 2022-06-20 | 2023-06-19 | Appareil photographique couleur et monochrome |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR3136926B1 (fr) |
| WO (1) | WO2023247457A1 (fr) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1109411A1 (fr) * | 1998-06-01 | 2001-06-20 | Nikon Corporation | Processeur d'interpolation et support d'enregistrement pour enregistrer un programme de traitement d'interpolation |
| US20050206775A1 (en) * | 2004-03-10 | 2005-09-22 | Seiko Epson Corporation | Digital camera |
| US20190104293A1 (en) * | 2017-09-29 | 2019-04-04 | Raytheon Company | Generating a monochrome image |
-
2022
- 2022-06-20 FR FR2206012A patent/FR3136926B1/fr active Active
-
2023
- 2023-06-19 WO PCT/EP2023/066493 patent/WO2023247457A1/fr unknown
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1109411A1 (fr) * | 1998-06-01 | 2001-06-20 | Nikon Corporation | Processeur d'interpolation et support d'enregistrement pour enregistrer un programme de traitement d'interpolation |
| US20050206775A1 (en) * | 2004-03-10 | 2005-09-22 | Seiko Epson Corporation | Digital camera |
| US20190104293A1 (en) * | 2017-09-29 | 2019-04-04 | Raytheon Company | Generating a monochrome image |
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| FR3136926B1 (fr) | 2024-07-19 |
| FR3136926A1 (fr) | 2023-12-22 |
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