Effets du Rolling Shutter et du Bruit Numérique sur la Capture d’Images

Les défauts d'image à la captation : rolling shuter et bruit
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Les objectifs de cette vidéo sont de :
- Expliquer les causes des défauts d'image tels que le rolling shutter et le bruit numérique.
- Illustrer les effets de ces défauts sur les images capturées.
- Proposer des solutions pour minimiser ces problèmes et améliorer la qualité des images.

Cette leçon explique les sources et les effets du rolling shutter et du bruit numérique sur les images capturées par un capteur. Découvrez comment minimiser ces défauts pour améliorer la qualité des images.

Dans cette vidéo, nous explorons en détail deux grands défauts d’image générés par les capteurs : le rolling shutter et le bruit numérique. Premièrement, le rolling shutter se produit lorsque différentes parties d'une image sont capturées à des moments très légèrement différents, ce qui entraîne des déformations visibles sur des mouvements rapides. Par exemple, lorsque vous capturez une image à partir d'un train en mouvement, les objets fixes, tels que les poteaux et les feux de signalisation, apparaissent obliques. Cette déformation est due au fait que le capteur prend trop de temps pour capturer l'image entière, resulting in a skewed final image.

Deuxièmement, le bruit numérique se manifeste par un motif de points souvent colorés, causé par différentes sources, dont le plus commun est le bruit thermique. Ce bruit augmente proportionnellement avec la température du capteur. Ainsi, pour minimiser le bruit thermique, il est recommandé d'éviter la surchauffe du capteur. Cela peut être fait en éteignant la caméra lors des périodes d'inactivité ou en utilisant des systèmes de refroidissement adéquats, en particulier dans les applications scientifiques sensibles.

Nous abordons également les interférences électromagnétiques, qui peuvent ajouter du bruit aux images capturées. Les solutions incluent l'utilisation de boucliers métalliques pour protéger les capteurs.

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Questions réponses
Qu'est-ce que le rolling shutter ?
Le rolling shutter est un défaut d'image qui se produit lorsqu'un capteur capture différentes parties de l'image à des moments légèrement décalés, entraînant des déformations notables surtout sur des objets en mouvement rapide.
Comment le bruit thermique affecte-t-il les images ?
Le bruit thermique se manifeste sous forme de points colorés dans l'image et s'intensifie avec l'augmentation de la température du capteur.
Quelles solutions existent pour minimiser le bruit numérique ?
Les solutions pour minimiser le bruit numérique comprennent l'utilisation de capteurs avec un faible bruit de fond, l'application de systèmes de refroidissement pour les capteurs et la protection contre les interférences électromagnétiques.
On vient d'expliquer les sources du défaut qu'on appelle le rolling shutter. L'image se retrouve déformée car ses différentes parties sont capturées à des temps très légèrement différents. Assez logiquement, ce défaut ne se voit que sur des mouvements très rapides. Prenons un exemple. Cette image provient d'une vidéo qui a été prise à bord d'un train. Le train était en pleine ligne et devait donc rouler entre 100 et 200 km heure. A cette vitesse, s'il y a le moindre délai dans la capture de l'image, ça se voit tout de suite. Et en l'occurrence je pense que c'est assez clair. Le poteau et les feux de signalisation qui devraient être droits sont complètement obliques. On voit bien que le haut de l'image a été enregistré en premier et que le train se déplace vers la droite. La capture de l'image se faisant trop lentement, le feu de signalisation avait déjà parcouru plus de la moitié du cadre avant que l'appareil ne capte l'image en entier. Ce qui explique qu'il soit totalement tordu. Il n'y a malheureusement aucun moyen de corriger ce défaut. On peut seulement faire en sorte de ne pas se mettre dans des situations où il est très voyant. Il existe des solutions logicielles pour corriger le défaut mais les résultats sont très aléatoires. Le bruit est un signal parasite qui ne correspond pas au signal de l'image mais qui s'y superpose. Il apparaît généralement comme un motif composé de points souvent colorés. Dans cet exemple, j'ai fait exprès de désactiver tous les réglages permettant de le réduire afin qu'il soit le plus visible possible. On parle souvent du bruit numérique comme un défaut qui apparaît avec l'amplification. Cette affirmation est à moitié fausse. Si la présence du bruit est plus importante sur un signal amplifié, ce n'est pas parce que le bruit apparaît avec l'amplification, c'est tout simplement qu'en amplifiant le signal, on augmente la part du signal occupé par le bruit. En effet, le bruit ou bruit de fond est une caractéristique inhérente à chaque dispositif de capture. Un capteur de base a un bruit de fond plus ou moins important. En plus de ce bruit de fond, propre au dispositif, certaines conditions peuvent rajouter du bruit ou amplifier le bruit déjà présent. Celui que vous avez dû constater le plus souvent et qui se manifeste le plus facilement est le bruit thermique. Le capteur en s'échauffant produit plus de bruit. C'est pour cela que les applications scientifiques comme les microscopes ou les télescopes par exemple, où vous en conviendrez il serait dommage de confondre une étoile avec du bruit, on utilise des systèmes de refroidissement comme des modules à effet pelletier ou de l'azote liquide. Le capteur s'échauffe naturellement à chaque fois que vous l'utilisez. Il n'est donc pas étonnant que les images deviennent de plus en plus bruitées dans une journée de tournage. Pour éviter ce bruit, il faut tout simplement couper le capteur dès que vous ne tournez plus, soit en éteignant la caméra, soit en coupant le live view si vous utilisez un réflexe. Et bien entendu en ne laissant pas votre caméra en plein soleil ou proche d'une source de chaleur, mais bon je pense que vous avez compris le principe, évitez à tout prix l'échauffement du capteur en évitant l'échauffement du boîtier. Le bruit peut également venir d'interférences comme les interférences électromagnétiques. Pour ça les capteurs sont entourés de boucliers métalliques qui sont censés les protéger.

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Il y a 8 months
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Bon formation
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Il y a 8 months
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Super cours
spamluv
Il y a 1 year
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Excellente formation, indispensable pour bien comprendre les techniques d'acquisition et de traitement de l'image numérique, le formateur arrive à nous faire comprendre des éléments théoriques assez complexes, maitrise parfaitement son sujet, je recommande.
fkbourrel
Il y a 1 year
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Bonne formation mais qui aurait besoin d'une mise à jour, elle date un peu.
Et certains concepts manquent d'être mieux définis. La "conformation" par exemple.
Fassbook
Il y a 3 years
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Au top, vraiment. Rapide, concis et super claire. Je ne pensais pas qu'il était possible d'expliquer autant de chose, en aussi peu de temps.
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