> Dossier > Trichromie > Changement de repère d'espace HSI <-> RVB <-> YUV

But : Les espaces HSI, RVB et YUV.

Ces trois termes désignent tous les trois une façon de fabriquer une image couleur dans un espace donné. Ces trois espaces peuvent être reliés les uns aux autres par des relations plus ou moins compliqués.

• Espace RGB : R désinge le rouge, G désigne le vert et B désigne le bleu. C'est l'espace le plus commun qui traduit le plus facilement le système de couleur utilisé. L'image résultante provient de la synthèse additive des images.
  
  
  
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• Espace HSI : H pour Hue ou teinte, S pour saturation et I pour intensité. Ce système est proche de la perception humaine de la couleur. Alors que Les coordonnées RGB pourraient s'apparenter aux coordonnées cartésiennes dans cet espace, les coordonnées HSI pourraient elles s'apparenter aux coordonnées cylindriques.
  
  
  

D'après ce schéma, on en déduit que :

• La valeur H se rapproche de la teinte = couleur souhaitée. H est un angle qui varie de 0° à 360°. Au vu du schéma, la dominante rouge est représenté par une valeur de H proche de 0° par valeurs supérieures et proches de 360° par valeurs supérieures. La dominante verte est représentée par des valeurs autour de 120° alors que la dominante bleue par des valeurs autour de 240° ( = 2 x 120° ).
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• La valeur de S désigne la pureté de la couleur. S est exprimée par l'inclinaison par rapport à un axe dit axe achromatique, c'est-à-dire un axe qui représente dans le repère RVB la première bissectrice ou une demi-droite où les valeurs de R, V et B sont égales. Une faible valeur de S donne une image qui a des couleurs grises alors qu'une forte valeur de S donne une image qui a des couleurs vivesou saturées.
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• Enfin, la valeur de I représente l'éclat de la couleur. I est une donnée qui se rapproche le plus de ce qu'on connait. Elle représente l'intensité globale du pixel c'est-à-dire une "moyenne" des trois composantes R, V et B. Plus la valeur de I est importante, et plus le pixel sera lumineux.

On en déduit qu'un pixel uniquement rouge se situe aux coordonnées ( H = 0°, S = 1, I = 1 ), alors qu'un pixel uniquement vert se situe aux coordonnes ( 120°, 1, 1 ) et qu'un bleu se situe en ( 240°, 1, 1 ).

Depuis ces nouvelles coordonnées de l'espace des couleurs, on peut appliquer des transformations qui permettent soit :

• De changer les couleurs de l'image.
• D'intensifier les couleurs de l'image.
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bref, de manipuler des données plus faciles à appréhender que les trois composantes Rouge, verte ou bleue.

Les relations de passage entre les deux espaces sont plus ou moins compliquées. Pour aperçu, les relations RVB ==> HSI ressemble à ceci :

et la transformation inverse HSI ==> RVB est un peu plus compliquée.

Exemple d'utilisation RVB <==> HSI :

Image tricolore RVB de M51

Avant toutes choses, il faut avoir des images au format flottant ou réel pour executer ces opérations. Ceci est possible par le menu " Transformation / Conversion de types / Entiers vers reels ". En effet, le passage d'un système de coordonnées à l'autre donne des résultats dans l'ensemble des réels. Il faut donc partir également de l'ensemble des réels.
Une fois l'operation executee, on obtient trois images au format reel :

Cette image représente l'intensité, c'est-à-dire la somme des trois images R, V et B


Cette image représente la teinte ou "HUE" , c'est un angle compris entre 0 et 360 degrés, chaque angle représente une couleur donnée.


Cette image représente la saturation; ce sont des nombres entre 0 et 1; plus ce nombre est grand, plus les couleurs sont saturées.

A partir de là, pour augmenter la saturation des couleurs de l'image, on peut multiplier l'image saturation par 1.2, et ensuite appliquer la transformation inverse HSI vers RGB. De plus, un logarithme sur l'image lui donne une meilleure apparence :

Image après recombinaison des trois plans H, S et I. On remarque que les étoiles ont des couleurs plus marquées. A comparer avec l'image du haut.


Image après recombinaison des trois plans H, S et I + log.

• Espace YUV : Y désigne la luminance alors que U et V désigne la chrominance. Ce format est surtout utilisé en vidéo MPEG (notamment le 4:2:2 par rapport au 4:1:1). L'avantage est que cette espace est parfait pour être utilisé dans le codage de l'image et de la vidéo. Il permet de transmettre aisément de la vidéo sur les téléviseurs en noir et blanc. L'inconvénients de cette espace est qu'il ne suit donc pas vraiment le modèle de vision des couleurs de l'oeil. En bref, ce format se rencontre surtout à partir d'images provenant de vidéos saisies dans ce format (vidéo de WEBCAM par exemple ou de système d'acquisition) et leur représentation sera décrite en détail à partir d'une recherche sur internet à partir du mot "YUV 4:2:2". Des relations arithmétiques existent pour le passage du format RVB <==> YUV, mais les donner ici ne présentent aucun intérêt.

Images nécessaires :
images CPA et FITS trichromes

Images exemple :
M27 RVB

Conditions d'activation du menu :
Qu'une image soit ouverte.