Fiche de révision : Traitement par histogramme

Histogrammes

• Un histogramme de pixels est la représentation graphique de la répartition statistique de la luminosité des pixels dans l’image.
• En abscisse, les valeurs proches de $0$ indiquent des pixels sombres, et celles se rapprochant de $255$ les pixels plus clairs. En ordonnée on trouve le nombre de pixels pour chaque valeur d’intensité lumineuse.
• L’histogramme permet de visualiser la répartition statistique de ces valeurs d’intensité lumineuse ou luminance.

• L’analyse de l’histogramme permet de lire le niveau d’exposition d’une photo et la manière dont est répartie la luminance. On peut ainsi différencier :
• des photographies sous-exposées, l’histogramme correspondant montre que beaucoup de pixels ont de faibles valeurs de niveaux de gris ;
• des photographies sur-exposées, l’histogramme correspondant montre que beaucoup de pixels ont de fortes valeurs d’intensité lumineuse ;
• de photographies correctement exposées, l’histogramme correspondant montre alors un nombre important de pixels avec des valeurs de niveaux de gris assez moyennes.

Retouches numériques

• Une courbe tonale est une fonction de transformation des valeurs de luminosité composant une image, associant à chaque luminosité d’origine de l’image une nouvelle valeur.
• Ainsi, chaque luminosité sera modifiée à la hausse ou à la baisse en fonction des ajustements opérés sur la courbe tonale.

• En abscisse (sur l’axe horizontal) figurent les points d’entrée, du ton le plus foncé (à gauche) au ton le plus clair (à droite) ; en ordonnée (sur l’axe vertical) figurent les points de sortie.
• Avec une retouche par courbe tonale, tous les pixels d’une même valeur d’entrée sont transformés de la même manière et prennent donc la même valeur de sortie.
• Les modifications s’effectuent en déplaçant, et en ajoutant si nécessaire, des points de contrôle sur la courbe pour en faire changer la forme.
• On peut facilement augmenter le contraste d’une image en déformant la droite d’origine en courbe afin d’augmenter la pente à certains endroits, ce qui a pour effet d’augmenter les tons correspondants. En général on effectue cette déformation en deux points correspondant à des tons moyens.
• Cette modification est souvent désignée par l’expression « courbe en S ».
• L’expansion de dynamique consiste à modifier l’image en fixant un seuil inférieur et un seuil supérieur de luminosité qui encadreront la partie de l’histogramme d’origine qu’on cherche à mettre en valeur.
  Cette retouche consiste à étaler la dynamique d’une portion restreinte de teintes sur l’ensemble des niveaux possibles. Le logiciel de retouche numérique Gimp permet de le faire de deux manières : en éditant la courbe tonale, mais aussi en éditant les niveaux d’entrée via la fonctionnalité de réglage des niveaux.
• Le seuillage consiste à filtrer une image en mettant à zéro tous les pixels inférieurs à une certaine valeur, et tous les autres pixels à la valeur maximale. Appliquée à une image en niveaux de gris, l’opération est parfois appelée binarisation car elle convertit tous les pixels, soit en noir soit en blanc, selon s’ils sont inférieurs ou supérieurs, respectivement, au seuil fixé.
• Pour générer le négatif d’une image, on applique une inversion de la diagonale d’origine de la droite tonale.
• Le logiciel de retouche numérique Gimp nous permet d’inverser l’image de trois manières différentes :
• en inversant individuellement chacune des courbes tonales ;
• en inversant globalement la courbe de luminance ;
• en utilisant l’option dédiée, intitulée « inverser », dans le menu « couleurs » du logiciel.