Traitement optique de l'image

Résumé du document

La quasi-totalité des connaissances que nous acquérons nous sont transmises par des signaux sonores ou lumineux, ces derniers étant prépondérants. Cependant ces signaux pouvant être altérés (par exemple par des perturbations lors de la transmission), il apparait essentiel de pouvoir les traiter afin d'en extraire l'information utile. Le traitement optique de l'image consiste donc à intervenir sur l'information originale, mais à aucun moment il n'y aura création d'information. Dans le cas qui nous intéresse l'information est inscrite dans le faisceau lumineux après passage à travers l'objet et tout l'enjeu du traitement optique est d'intervenir sur ce faisceau (à l'aide d'instruments optiques simples) afin de d'obtenir une image finale modifiée.
Le traitement optique de l'information par voie optique, bien qu'ayant suscité un intérêt considérable depuis plus de 40 ans, n'a pas encore atteint son potentiel optimal, principalement à cause de l'absence de certains composants et de certains matériaux. La capacité des systèmes optiques de traiter les données de façon parallèle devrait permettre de réduire considérablement les temps requis pour des traitements de données massives comme on en trouve dans le traitement des images. En effet là où dans le traitement numérique des images un ordinateur effectue les tâches en série, le traitement optique permet de les faire en parallèle.

Extraits

[...] Ce montage est donc une mise en évidence physique de l'objet mathématique qu'est la transformée de Fourier. Mise en œuvre On voit donc qu'il nous est possible de faire des filtrages de fréquences spatiales en intervenant optiquement dans le plan de Fourier afin de modifier le spectre de Fourier et donc par transformée de Fourier inverse de modifier l'image obtenue sur l'écran Notions sur le tramage On dit qu'une image est tramée lorsqu'un réseau est inclus dans cette image. Lorsqu'on choisit de tramer une image dans le plan de la diapositive, on effectue ce qu'on appelle un produit de fonctions de transparence. [...]

[...] Le traitement optique de l'image consiste donc à intervenir sur l'information originale, mais à aucun moment il n'y aura création d'information. Dans le cas qui nous intéresse l'information est inscrite dans le faisceau lumineux après passage à travers l'objet et tout l'enjeu du traitement optique est d'intervenir sur ce faisceau (à l'aide d'instruments optiques simples) afin de d'obtenir une image finale modifiée. Le traitement optique de l'information par voie optique, bien qu'ayant suscité un intérêt considérable depuis plus de 40 ans, n'a pas encore atteint son potentiel optimal, principalement à cause de l'absence de certains composants et de certains matériaux. [...]

[...] Nous avons pris en photo numérique les spectres de Fourier de quelques images, avons inversé numériquement les couleurs puis nous les avons imprimés et les avons repris en photo grâce à un appareil analogique afin d'obtenir des diapositives que l'on peut utiliser en tant que filtres. La diapositive : Le spectre : Inversion Notre filtre : Nous avons ensuite essayé de filtrer le spectre du papillon dans le plan de Fourier avec le filtre ainsi fabriqué. Malheureusement la diapositive n'étant pas assez opaque il laissait passer trop de lumière et nous n'avons donc pas pu filtrer le spectre du papillon. Conclusion L'étude nous a permis de nous former aux contraintes pratiques et aux bases théoriques de la transformée de Fourier en deux dimensions. [...]

[...] En utilisant les propriétés de la transformée de Fourier sur le produit de convolution on doit être capable de sélectionner un des deux éléments en agissant dans le plan de Fourier. On comprend alors qu'il sera possible de stocker plusieurs images sur le même support et ensuite de sélectionner celle de notre choix par la méthode du démultiplexage Premières expériences La première tâche à laquelle nous nous sommes attelés a été le réglage du banc. Nous avons commencé par régler l'épurateur, élément optique permettant de sélectionner l'ordre zéro du laser. Ce réglage très long et délicat était indispensable pour obtenir de bons résultats par la suite. [...]

[...] Sachant qu'il est fortement recommandé de porter des lunettes de soleil durant les jours ensoleillés, on comprend à quel point le port des lunettes de protection est important lors de toute manipulation faisant intervenir un laser tel que celui que nous avons utilisé. Cependant, les lunettes réalisant parfaitement leur rôle, il nous était impossible d'observer les images formées sur notre écran. Nous avons donc convenu d'un protocole expérimental afin de minimiser les risques : nous portions les lunettes dès que nous manipulions le banc et lorsque nous voulions observer les images (donc sans nos lunettes) formées sur l'écran nous nous interdisions toute manipulation. Par ailleurs, nous avons également dû porter une blouse de laboratoire lorsque nous manipulions. [...]