Étalonnage des couleurs

Le but de l’étalonnage des couleurs est de mesurer et / ou d’ajuster la réponse de couleur d’un dispositif (entrée ou sortie) à un état connu. En termes de International Color Consortium (ICC), ceci est la base pour une caractérisation de couleur supplémentaire de l’appareil et un profilage ultérieur. Dans les flux de travail non ICC, l’étalonnage se réfère parfois à l’établissement d’une relation connue avec un espace colorimétrique standard en une fois. L’appareil à étalonner est parfois appelé source d’étalonnage; l’espace de couleur qui sert de standard est parfois appelé cible d’étalonnage. Le calibrage des couleurs est une exigence pour tous les appareils qui participent activement à un flux de travail géré par couleur. Il est utilisé par de nombreux secteurs tels que la production télévisuelle, les jeux, la photographie, l’ingénierie, la chimie, etc.

Flux d’information et distorsion de sortie
Les données d’entrée peuvent provenir de sources telles que des appareils photo numériques, des scanners d’images ou d’autres appareils de mesure. Ces entrées peuvent être monochromes (dans ce cas, seule la courbe de réponse doit être étalonnée, mais dans quelques cas particuliers, il faut également spécifier la couleur ou la distribution de puissance spectrale correspondant à ce canal) ou spécifier une couleur multidimensionnelle – le plus souvent dans le modèle RVB à trois canaux. Les données d’entrée sont dans la plupart des cas calibrées par rapport à un espace de connexion de profil (PCS).

L’un des facteurs les plus importants à prendre en compte lors de l’étalonnage des couleurs est d’avoir une source valide. Si la source de mesure de la couleur ne correspond pas aux capacités de l’affichage, l’étalonnage sera inefficace et donnera de fausses lectures.

Les principaux facteurs de distorsion sur l’étage d’entrée proviennent de la non-linéarité en amplitude de la ou des réponses canal, et dans le cas d’un flux de données multidimensionnel, les réponses en longueur d’onde non idéales des différents filtres de séparation de couleurs. )) en combinaison avec la distribution de puissance spectrale de l’éclairage de la scène.

Après cela, les données sont souvent diffusées dans le système traduit dans un espace de travail RVB pour la visualisation et l’édition.

Dans la phase de sortie lors de l’exportation vers un périphérique de visualisation tel qu’un écran CRT ou LCD ou un projecteur numérique, l’ordinateur envoie un signal à la carte graphique de l’ordinateur sous la forme RVB [Rouge, Vert, Bleu]. L’ensemble de données [255,0,0] ne signale qu’une instruction de périphérique, pas une couleur spécifique. Cette instruction [R, G, B] = [255,0,0] amène alors l’affichage connecté à Rouge à la luminosité maximum possible [255], tandis que les composants vert et bleu de l’affichage restent sombres. La couleur résultante affichée dépend cependant de deux facteurs principaux:

les phosphores ou un autre système produisant effectivement une lumière qui tombe dans le spectre rouge;
la luminosité globale de la couleur résultant de la perception de couleur désirée: une source de lumière extrêmement brillante sera toujours considérée comme blanche, quelle que soit la composition spectrale.
Par conséquent, chaque périphérique de sortie aura sa signature de couleur unique, affichant une certaine couleur en fonction des tolérances de fabrication et de la détérioration matérielle par l’utilisation et l’âge. Si le périphérique de sortie est une imprimante, des facteurs de distorsion supplémentaires sont les qualités d’un lot particulier de papier et d’encre.

Les qualités conductrices et la conformité aux normes des câbles de connexion, des circuits et des équipements peuvent également modifier le signal électrique à n’importe quel stade du flux du signal. (Un connecteur VGA partiellement inséré peut entraîner un affichage monochrome, par exemple, car certaines broches ne sont pas connectées.)

Perception de la couleur
La perception des couleurs est soumise aux niveaux de lumière ambiante et au point blanc ambiant. par exemple, un objet rouge est noir dans la lumière bleue. Il n’est donc pas possible de réaliser un étalonnage qui rendra un appareil correct et cohérent dans toutes les conditions de capture ou de visualisation. L’affichage de l’ordinateur et la cible d’étalonnage devront être pris en compte dans des conditions d’éclairage prédéfinies et contrôlées.

Techniques d’étalonnage et procédures
La forme d’étalonnage la plus courante vise à ajuster les caméras, les scanners, les moniteurs et les imprimantes pour la reproduction photographique. Le but est qu’une copie imprimée d’une photographie apparaisse identique en saturation et en dynamique à l’original ou à un fichier source sur un écran d’ordinateur. Cela signifie que trois étalonnages indépendants doivent être effectués:

L’appareil photo ou le scanner nécessite un étalonnage spécifique à l’appareil pour représenter les couleurs estimées de l’original de manière non ambiguë.
L’affichage de l’ordinateur nécessite un calibrage spécifique à l’appareil pour reproduire les couleurs de l’espace colorimétrique de l’image.
L’imprimante a besoin d’un calibrage spécifique à l’appareil pour reproduire les couleurs de l’espace colorimétrique de l’image.
Ces objectifs peuvent être réalisés soit par une conversion de valeur directe de la source vers la cible, soit en utilisant un espace de couleur de référence commun connu comme étant un terrain d’entente. Dans le système de profil de couleur le plus couramment utilisé, ICC, il s’agit du PCS ou « Profile Connection Space ».

Caméra
Le calibrage de la caméra nécessite la photographie d’une cible d’étalonnage connue et la conversion de la sortie de l’appareil photo en valeurs de couleur. Un profil de correction peut ensuite être construit en utilisant la différence entre les valeurs de résultat de la caméra et les valeurs de référence connues. Lorsque deux caméras ou plus doivent être étalonnées l’une par rapport à l’autre, pour reproduire les mêmes valeurs de couleur, la technique de cartographie des couleurs peut être utilisée.

Scanner
Pour créer un profil de scanner, il faut une source cible, telle qu’une cible IT8, un original avec de nombreux petits champs de couleur, qui a été mesuré par le développeur avec un photomètre. Le scanner lit cet original et compare les valeurs de couleur balayées avec les valeurs de référence de la cible. En tenant compte des différences de ces valeurs, un profil ICC est créé, qui relie l’espace colorimétrique spécifique du périphérique (espace colorimétrique RVB) à un espace colorimétrique indépendant du périphérique (espace colorimétrique L * a * b *). Ainsi, le scanner est capable de produire avec une fidélité de couleur à ce qu’il lit.

Afficher
Pour calibrer le moniteur, un colorimètre est fixé à plat sur la surface de l’écran, à l’abri de toute lumière ambiante. Le logiciel d’étalonnage envoie une série de signaux de couleur à l’écran et compare les valeurs réellement envoyées aux lectures du dispositif d’étalonnage. Ceci établit les décalages actuels en affichage couleur. Selon le logiciel d’étalonnage et le type de moniteur utilisé, le logiciel crée une matrice de correction (profil ICC) pour les valeurs de couleur avant d’être envoyé à l’écran ou donne des instructions pour modifier la luminosité / le contraste et les valeurs RVB de l’affichage. . Ceci permet de régler l’affichage pour reproduire assez précisément la partie de la gamme de couleurs d’un espace colorimétrique souhaité. La cible d’étalonnage pour ce type de calibrage est celle du papier de stock d’impression éclairé par la lumière D65 à 120 cd / m2.

Imprimante
Le profil ICC d’une imprimante est créé en comparant un résultat d’impression de test à l’aide d’un photomètre avec le fichier de référence d’origine. Le testchart contient des couleurs CMJN connues, dont les décalages par rapport à leurs couleurs L * a * b * réelles balayées par le photomètre donnent un profil ICC. Une autre possibilité pour ICC de profiler une imprimante est d’utiliser un scanner calibré comme dispositif de mesure pour le tableau de test CMJN imprimé au lieu d’un photomètre. Un profil d’étalonnage est nécessaire pour chaque combinaison imprimante / papier / encre.