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La matrice de correction des couleurs et son calculateur avec une mire de couleurs dans Altron
Une plainte fréquente en inspection d’emballages est la suivante : « Le blanc est juste, le gris est juste, mais le rouge du logo tire légèrement sur l’orange. » La balance des blancs n’y peut rien. Ce qu’il vous faut, c’est une matrice de correction des couleurs.
Pourquoi la balance des blancs ne suffit-elle pas ?
La balance des blancs ne modifie que le gain de chaque canal séparément, afin que les couleurs neutres restent neutres. Mais les filtres de couleur du capteur ne correspondent pas exactement aux courbes de sensibilité de l’œil humain. Une partie de la lumière rouge fuit dans le canal vert. Une partie de la lumière verte atteint le canal bleu, et ainsi de suite. Résultat : les couleurs saturées, comme ce logo rouge, paraissent légèrement décalées.
Une matrice de correction des couleurs (CCM) compense cette fuite. Dans cette matrice, chaque canal de sortie est construit à partir d’une combinaison des trois canaux d’entrée, plus un offset.
Ce plug-in fonctionne avec les caméras linéaires couleur comme avec les caméras matricielles couleur. Il applique une matrice 3 × 4 à chaque pixel :
- La première ligne produit la sortie rouge, la deuxième le vert et la troisième le bleu.
- Les trois premières colonnes sont les coefficients des entrées R, G et B, avec des valeurs entre -10 et 10. Les valeurs de la diagonale principale sont le gain de chaque canal lui-même.
- Un coefficient négatif hors diagonale réduit la fuite d’un canal vers un autre et rend les couleurs plus saturées.
- La quatrième colonne est un offset fixe pour chaque canal, entre -200 et 200.
Le bouton Identity remet la matrice à l’identité, de sorte que l’image passe sans modification. Toute valeur que vous modifiez est appliquée immédiatement. Le bouton Set Matrix sert à renvoyer explicitement la matrice.
L’option Use Lookup Table est activée par défaut. Au lieu de calculer la matrice pour chaque pixel, elle utilise une table précalculée couvrant toutes les couleurs 8 bits. À cadence élevée, c’est beaucoup plus rapide. En contrepartie, la table occupe de la mémoire, et sa reconstruction après chaque modification de la matrice provoque une brève pause.
Deviner douze valeurs par tâtonnement n’est pas une approche raisonnable. C’est pourquoi nous proposons un outil distinct, Color Correction Calculator, que vous ouvrez depuis le menu Tools. Avec une mire de couleurs standard à 24 plages, la procédure est la suivante :
- Capturez une image de la mire sous la même lumière que sur la ligne de production, et ouvrez-la avec Open Image.
- Appuyez sur Align to Chart (4 pts) et cliquez sur les quatre plages d’angle dans cet ordre : en haut à gauche, en haut à droite, en bas à droite et en bas à gauche. Les 24 plages se mettent en place. Si la mire apparaît en miroir dans l’image, utilisez Mirror Horizontal ou Mirror Vertical.
- Dans la section de la matrice, appuyez sur Extract from Color Checker pour remplir le tableau. Pour chaque plage, vous voyez la couleur observée (Seen) et la couleur attendue (Expected). La colonne Weight indique l’importance de cette plage.
- Choisissez un modèle de correction et appuyez sur Calculate.
- Copiez les douze valeurs avec Copy Results, puis appuyez sur Paste dans le plug-in ColorCorrectionMatrix.
Le bouton Paste attend exactement douze valeurs, séparées par des espaces et listées ligne par ligne. Si leur nombre est incorrect, la matrice reste inchangée.
Le calculateur propose plusieurs modèles. Les plus simples sont 3×3 et 3×4 dans l’espace gamma. Dans le modèle 3×4, l’offset aide pour les couleurs sombres. Deux autres modèles, 3×3 et 3×4 en lumière linéaire, linéarisent d’abord la couleur puis appliquent la matrice. Selon l’outil lui-même, ces modèles conservent un blanc correct et évitent le surajustement. Le modèle polynomial du second ordre donne l’erreur la plus faible dans l’espace gamma, mais il peut dépasser la cible pour les couleurs extrêmes comme le blanc.
Si votre relation colorimétrique est plus complexe qu’une matrice linéaire, le bouton Export Color Correction Template crée un fichier modèle avec l’extension cct. Chargez ce fichier avec le plug-in ColorCorrectionTemplate. Ce plug-in fonctionne sur les caméras linéaires comme matricielles. Chaque modèle n’est valable que pour un seul format de pixel.
- Photographier la mire sous une lumière différente de celle de la ligne de production. La matrice n’est correcte que pour la lumière avec laquelle elle a été calculée.
- Des plages saturées. Si la plage blanche de la mire est écrêtée en haut de la plage, son information est perdue. Corrigez d’abord l’exposition.
- Sauter la balance des blancs. Une CCM ne remplace pas la balance des blancs. Corrigez d’abord le blanc, puis calculez la matrice.
Si différents produits sont inspectés sous différents éclairages, construisez une matrice pour chacun et enregistrez-la sous un nom dans la section Preset Edit. Add crée un nouveau préréglage et Update le met à jour. Ensuite, lorsque le produit change, il suffit de choisir la bonne matrice dans la liste.
Si vous souhaitez en savoir plus sur la théorie de la mire ColorChecker, consultez cet article Wikipédia (en anglais) est un bon point de départ.
Vous pouvez comparer nos caméras couleur sur la page comparaison des caméras . Si vous avez besoin d’aide pour construire une matrice de couleurs, faites-le-nous savoir via la page de contact.