Visioconférence : L’image numérique, de la photo à la médecine et à l’astronomie.

En tant que sens, l’image et le son jouent des rôles primordiaux dans nos vies. S’ils correspondent tous deux à des vibrations naturelles, de l’air ou autres matériaux pour le son et de la lumière pour l’image, ils ont des propriétés très différentes pour notre perception. Celle du son est d’une extraordinaire précision, celle de l’image est beaucoup plus étrange : nos yeux bougent et accommodent en permanence, car ils ne voient net que dans un angle de 6° et ne distinguent les couleurs que dans un angle de 60° ; or nous avons l’illusion de voir une image de champ très large, stable et en couleurs ! Ceci est dû à un fantastique travail algorithmique de la rétine et du cerveau que nous ne comprenons pas encore complètement. Ce point devient central quand nous voulons tenter de reproduire la réalité : nous voulons avoir l’illusion d’être dans la scène, alors que ce que nous voyons est de taille et de couleur très différente et que nous le regardons très différemment. Regarder une peinture ou une photographie est donc loin d’être une opération simple, et les deux demandent la construction d’une autre forme d’illusion, en particulier pour les images numériques dont le coût est devenu tellement négligeable qu’il s’en prend des milliards par jour, d’autant plus qu’une vidéo n’est jamais qu’une suite d’images.

Une photographie numérique provient d’abord fournies par un ou des capteurs qui produisent des tableaux de nombres. Mais cette image « crue » n’est pas du tout ce que nous voulons voir. Il faut lui appliquer une suite d’algorithmes subtils pour nous montrer le résultat souhaité, dont nous présenterons la fonction sans entrer dans leurs détails : dématriçage pour la construction des pixels, étalement de la lumière et des couleurs, contraste, netteté, corrections des distorsions géométriques et aberrations, réduction du bruit, fusion d’images multiples, etc., maintenant de plus en plus réalisés par les nouveaux algorithmes d’apprentissage automatique. Ceci expliquera pourquoi les téléphones prennent de bonnes images malgré leurs minuscules capteurs et objectifs, ce qui serait impossible avec de la physique seule. L’exposé présentera ensuite brièvement les algorithmes utilisés avant même la prise de l’image : mise au point et exposition automatique, aides multiples à la visée, prise de vues en rafale, etc. En bref, un appareil photo est le couplage d’un capteur et d’ordinateurs très puissants exécutant à la vitesse de l’éclair nombre d’algorithmes subtils !

Puis nous verrons que l’imagerie numérique joue aussi un rôle fondamental dans les sciences, comme la physique et l’astronomie, ainsi qu’en médecine, où elle a complètement bouleversé le diagnostic et la chirurgie. Et nous terminerons un bref aperçu de l’image de synthèse, qui utilise des techniques assez différentes mais dont les applications explosent également, que ce soit dans les jeux, le cinéma, les sciences et la médecine. Finalement, nous noterons que le grand principe de la réalité virtuelle est de mélanger images de la réalité et images synthétiques.

http://rms.ac-montpellier.fr/rms4/Visioconference-L-image-numerique-de-la-photo-a-la-medecine-et-a-l-astronomie

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