Qu’est-ce que la qualité d’image ?

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1. Qu’est-ce que la qualité d’image ?

Aujourd'hui, parlons de la taille du capteur et des pixels, de la résolution, de la plage dynamique, du bruit et du rapport signal/bruit, ainsi que du contraste, ou en d'autres termes, de la qualité de l'image.

Que signifie la qualité de l’image ?

Pour le photographe amateur, une bonne qualité d’image signifie principalement une image nette et lumineuse avec un contraste élevé. Toutefois, dans le traitement industriel de l’image, la définition de la qualité de l’image va bien au-delà de la luminosité et de la netteté. Imaginez que vous trouviez deux modèles de caméras susceptibles de répondre à vos besoins.

1. Comment savoir lequel capturera les meilleures images pour votre application ?

Examinons de plus près leurs fiches techniques EMVA1288.

La norme EMVA1288 a été développée par l'Association européenne de vision industrielle dans le but de normaliser les mesures de qualité d'image et de sensibilité pour les caméras et capteurs de vision industrielle. Vous voyez beaucoup de données et de termes. De nombreuses valeurs contenues dans les tableaux varient considérablement.

Mais des valeurs plus élevées signifient-elles de meilleures images pour votre application ?

Les chiffres du capteur et des pixels sont un facteur important à prendre en compte. Le capteur est le cœur de la caméra et donc son composant le plus important. Le capteur est constitué de pixels dotés de photodiodes qui convertissent l’énergie des photons entrants en charge électrique. Cette charge électrique est ensuite convertie et traitée pour générer l’image. Le nombre d’électrons que vous obtenez par nombre de photons est un rapport.

qui s’appelle l’efficacité quantique.

En clair, plus le nombre d'électrons produits est élevé pour une donnée donnée. Plus l’efficacité quantique est élevée. Plus l’efficacité quantique est élevée, plus d’informations sont disponibles dans une image. Pensez à un appareil photo reflex numérique doté d'un capteur plein format et comparez-le à un appareil photo compact doté d'un capteur plus petit. Dans des conditions parfaites, les deux caméras fournissent de bonnes images. Lorsqu’il fait plus sombre, vous remarquerez que l’appareil photo reflex numérique offre de bien meilleures images.

Il possède un capteur plus grand et peut donc capturer beaucoup plus de lumière afin de collecter plus d'informations. L'appareil photo compact, en revanche, active rapidement le flash pour compenser la quantité réduite de lumière de la scène.

Vous pouvez voir ici certaines des tailles de capteurs les plus courantes.

1. Là encore, ce n'est pas seulement la taille du capteur, mais également le nombre de pixels et leur taille sur la surface du capteur qui joue un rôle essentiel dans ce contexte. Imaginez l'appareil photo reflex numérique doté d'un grand capteur et l'appareil photo compact doté d'un capteur plus petit ayant tous deux une résolution de 15 mégapixels.
2. Il est évident que si la taille du capteur n'est pas agrandie, les pixels du capteur de l'appareil photo compact doivent être plus petits pour obtenir la même résolution.
3. Mais s’il y a trop de pixels sur la surface du capteur, vous obtenez également un bruit plus élevé et une sensibilité moindre à la lumière, ce qui nuit à la qualité de l’image. Cependant, la résolution réelle est toujours déterminée par l’interaction entre le capteur, l’objectif et la distance par rapport à l’objet.
4. La taille d’un pixel est importante par rapport à la quantité de lumière qu’il peut capter. Vous pourriez comparer ce processus à des millions de petits seaux récupérant l’eau de pluie.
5. Plus la zone capturée est lumineuse, plus de photons sont collectés. Après l'exposition, le niveau dans chaque seau se voit attribuer une valeur numérique discrète. Dans un système où nous avons 256 valeurs de gris différentes, une valeur de "0" et "255" de blanc pur, tel que perçu par le capteur.

Une fois que les seaux – les pixels – sont pleins, ils débordent.

Ce qui déborde est perdu et les valeurs de ces compartiments deviennent toutes 255, alors qu'elles auraient dû être différentes.

En d’autres termes, les informations de l’image ont été perdues. Sur cette image, la zone d’ombre a été capturée au détriment de la zone la plus claire. Les seaux d'ombre nécessitent une longue exposition pour collecter suffisamment de photons.

En conséquence, les seaux destinés à la zone la plus lumineuse débordent.

• D'un autre côté, si vous réduisez le temps d'exposition, de nombreux pixels correspondant aux zones les plus sombres de la scène n'auront peut-être pas eu suffisamment de temps pour capturer des photons.
• Ils pourraient tous avoir la valeur zéro alors qu’en réalité il existe des différences. Il est désormais facile de comprendre pourquoi le reflex numérique offre une meilleure qualité d’image. En pratique, les caméras dotées de grands pixels sont capables de capturer les détails des images claires et sombres.
• La qualité ou la qualité avec laquelle un appareil photo capture les deux types de détails dans la même image est décrite sous le nom de plage dynamique.
• Dans cet exemple, la plage dynamique de la caméra est suffisamment grande pour lui permettre de capturer correctement les détails sombres et clairs. Une application typique de vision industrielle nécessitant une large plage dynamique serait une caméra de circulation captant les excès de vitesse.
• La plaque d'immatriculation est généralement très lumineuse, tandis que la zone autour du conducteur est généralement plutôt sombre.

Une large plage dynamique vous permet de représenter les détails dans la partie claire de l'image aussi bien que dans la partie sombre. Une plage dynamique plus petite ne fournirait de bons détails que pour l’un d’entre eux. Le bruit est un autre facteur clé de la qualité de l’image.

Vous voyez le grain sur l'image ?

C'est du bruit.

Puisqu’il découle de la physique fondamentale, il est toujours présent.

le rapport signal sur bruit ou SNR mesure la relation entre le signal le i

mage

- et le bruit

Imaginez que vous êtes dans votre voiture et que vous écoutez la radio.

• Lorsque vous entendez clairement la musique, vous obtenez un SNR élevé et un faible bruit. Dans ce cas, plus le signal sonore de la musique est mauvais, plus le SNR diminue. Le signal sonore est trop faible pour surmonter le bruit.
• Maintenant, souvenez-vous de notre exemple.
• L’appareil photo reflex numérique présente un net avantage en termes de rapport signal/bruit : il capte plus de lumière et produit moins de bruit. Plus le rapport signal/bruit dans la fiche technique est élevé, moins vous voyez de perturbations dans votre image et meilleure est la qualité de l'image. La technologie des capteurs joue également un rôle crucial.
• Les capteurs CMOS ont fait une avancée technologique majeure ces dernières années. Ils sont très puissants, sensibles, rapides et abordables. B
• Mais ce n'est que si le fabricant de l'appareil photo a prêté une attention particulière à de nombreux détails critiques que vous pourrez exploiter tout le potentiel d'un capteur CMOS. La qualité d’image ne concerne pas seulement toutes ces caméras technologiques et propriétés de capteurs que nous venons de décrire. C'est aussi le système visuel dans son ensemble qu'il faut considérer.

De quoi avez-vous besoin de plus pour obtenir une bonne image ?

Il faut bien sûr qu’il soit net et riche en contraste.

Imaginez que vous utilisez une application d'emballage dans laquelle votre caméra doit lire des codes-barres. Mieux vous pourrez identifier la transition entre les zones sombres et les zones claires, plus le contraste sera élevé et plus l'image apparaîtra nette. Quels que soient vos besoins, vous devez veiller à créer des conditions comparables lorsque vous souhaitez évaluer deux ou plusieurs caméras différentes. Vous êtes bien placé si les tailles de capteur des caméras sont les mêmes.

Cela vous donne une base de comparaison idéale.

Cependant, quelques conditions supplémentaires doivent être prises en compte.

Vous devez créer des conditions similaires en ce qui concerne

1. L'objet que vous souhaitez capturer - l'éclairage
2. La distance entre la caméra et l'objet - le temps de pose choisi
3. L'objectif - et le numéro f de l'objectif.

Si les capteurs des caméras que vous souhaitez comparer ont des tailles différentes, les choses ne sont pas si simples.

Ensuite, vous devez soit modifier la distance entre la caméra et l'objet, l'objectif ou la région d'intérêt. Ainsi, lorsque vous comparez deux modèles de caméra, renseignez-vous auprès de votre fournisseur sur les fiches techniques EMVA 1288 et testez les performances de la caméra dans des conditions réelles pour votre système.

Tous ces critères dont nous venons de parler devraient vous donner un aperçu de la manière d'aborder la tâche d'évaluation de la qualité d'image des différentes caméras. Il existe évidemment d’autres outils et méthodes pour évaluer la qualité des images.

Mais avec l’aide de ces critères essentiels : luminosité, taille du capteur et des pixels, netteté, efficacité quantique, résolution, bruit et rapport signal/bruit, contraste… vous disposez d’un ensemble de données utiles pour différencier clairement un bon d’un mauvais. image

Answer 2

La qualité de l'image (ou QI en abrégé) - malgré toutes les tentatives pour la définir techniquement - est principalement liée à l'agréabilité de l'image résultante lorsqu'elle est visualisée (généralement lorsqu'elle est imprimée et accrochée à un mur). « Agréable » implique bien sûr que rien dans les données d’image ne soit gênant. La raison pour laquelle cette définition est meilleure que la plupart des autres est que le processus d'impression de l'image révèle facilement les défauts de l'image (ou non). Le fait est que si vous pouvez imprimer une image à la taille souhaitée et qu’elle semble bonne à la grande majorité des personnes qui la regardent, alors vous avez atteint un bon QI. Si, d'un autre côté, le bruit, ou le manque de netteté, ou les bandes, ou le manque de détails, ou les couleurs ternes, ou tout ce qui enlève à l'image, alors un mauvais QI a levé sa vilaine tête.

Maintenant que cela est réglé, un nombre surprenant d'images soumises pour examen dans des émissions de photographie ont un QI médiocre (indépendamment des qualités de composition, d'éclairage, de netteté, de bruit, de technique, ou autre).

À savoir : lorsque je juge une émission, je déduis des points lorsque j'estime qu'un QI manifestement faible a enlevé une photo par ailleurs remarquable. Bonne composition + mauvais QI = mauvaise photo. Mauvaise composition + bon QI = mauvaise photo. Simple vraiment. Dieu est dans les détails.

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