Convertisseur D/A. 2 mots. Mémoire. mot 0 mot 1. m bits. mot (2-1) mot (2-1) LUT

Transcription

1 VISUALISATION de l'image 1 courats. La visualisatio de l'image par u moiteur est le moye de cotrôle des calculs le plus La structure de base de visualisatio s'appuie doc sur ue coversio du coteu de la mémoire avec applicatio du sigal aalogique sur le moiteur. Covertisseur Cette structure s'avère isuffisate das de ombreux cas; e effet, le coteu de la mémoire est très variable après traitemets: - image de iveaux de gris f [ M] 0, - image sigée f M M image biaire f [ 01, ] - image o cadrée à droite das les mots, partitio des mots e plusieurs images,... Il coviet doc d'itroduire u codage de l'iformatio mémoire avat recostructio du sigal aalogique. Cette foctio est assurée par ue ou Look Up Table das laquelle la relatio etre les valeurs de la mémoire et le iveau d'affichage est directemet tabulée. A chaque valeur du code d'etrée (valeur coteue das la mémoire d'image), o associe ue cellule mémoire das lequel est défiie la valeur de sortie. Ue est doc ue mémoire (gééralemet RAM) adressée par le coteu de la mémoire image. Sélecteur d'adresses 2 mots mémoire mot 0 mot 1 mot (2-1) mot (2-1) Covertisseur Pour ue mémoire d'image de profodeur et ue sortie défiie sur, o remarque que la cotiet 2 cellules mémoires de capacité. A titre d'exemple, pour = 8 (mémoire d'image 8 bits), la compred 256 cellules. La résolutio m de la sortie est idépedate de valeur de ; ue valeur courate est m = 6, ce qui doe 64 iveaux de gris e sortie (ombre de iveaux séparables par l'oeil humai). La tedace est cepedat m = 8 pour les applicatios couleur.

2 VISUALISATION de l'image 2 Le chargemet de la, qui est fait iitialemet par le processeur hôte, se réduit à l'écriture das les 2 cellules des valeurs de sortie. La loi appliquée das la e viet pas modifier le coteu de la mémoire d'image. Il est aisi possible de modifier la loi très rapidemet pour tester ue loi destiée à être appliquée ultérieuremet sur la mémoire. L'applicatio la plus simple est l'écriture e de foctios ϕ au ses usuel du type : Les foctios usuelles sot: g= ϕ( f ) - idetité (loi chargée par défaut à l'iitialisatio) - iversio vidéo g= 1 f - compressio/expasio de dyamique, recadrage de la gamme des iveaux de gris - égalisatio d'histogramme ou toute autre modificatio sur l'histogramme zoe de compressio zoe d' expasio zoe de compressio Idetité Iversio Vidéo Compressio/expasio foctio d'overlay graphique Il est fréquet de vouloir superposer (overlay e aglais) sur l'écra ue iformatio graphique (poiteur, résultat biaire d'u calcul, cotour, cadre, décor type Widows...) et ue image. Deux solutios s'offret pour réaliser cette foctio: - ue solutio matérielle compreat ue mémoire auxiliaire graphique, balayée e parallèle avec la mémoire d'image. Chaque mémoire possède ue propre, la graphique permettat de défiir la loi d'affichage des élémets superposés. La priorité sur la mémoire image ou icrustatio s'établit pour toute valeur de sortie graphique o-ulle. image Priorite graphique 1 bit graphique

3 VGA. VISUALISATION de l'image 3 Cette techique peut être mise e place sur PC grâce au coecteur auxiliaire de la carte - ue solutio logicielle de partitioemet de la mémoire d'image qui coduit à réserver certais iveaux de gris pour le graphique, les autres restat libres pour les images. Par exemple, das l'affichage Widows, 16 iveaux (codés de 0 à 15 das la mémoire vidéo) sot réservés pour le système. L'utilisateur dispose des autres iveaux; l'accès à la mémoire est relativemet complexe et let: le iveau de gris image doit être traslaté de 16 uités pour correspodre effectivemet à u gris. De plus, il 'y a pas de vraie superpositio, u élémet mémoire coteat soit ue valeur graphique soit ue valeur image à iveau de gris; il y a plutôt juxtapositio. Ue autre solutio proche de la solutio matérielle faisat perdre u ou plusieurs bits das la défiitio des iveaux de gris, est de partitioer la mémoire d'image au iveau du mot e réservat u ou plusieurs bits de poids faible pour le graphique suivat le schéma ci-dessous: MSB iveau de gris codé sur (-1) bits LSB x Bit "graphique" Loi Graphique Loi des gris Le graphique viet se superposer à l'image lorsque le bit correspodat est "levé", avec forçage du iveau à la valeur reteue pour le graphique. La correspodat à cette foctio, avec loi liéaire pour les iveaux de gris, est la suivate: L'écriture graphique das la mémoire d'image est assez fastidieuse, demadat la "mise à zéro" du bit graphique par lecture, masquage type ET, écriture ou la "mise à u" par lecture, masquage OU et écriture. Remarquer que le iveau de gris 'est pas détruit par la présece de l'iformatio graphique. Cette solutio deviet particulièremet performate lorsque la mémoire d'image bééficie d'ue protectio à l'écriture bit par bit, défiie das u registre appropriée. Le chargemet des iveaux de gris peut aisi se faire sas destructio du graphique par simple écriture avec protectio du bit graphique et les modificatios graphiques 'altèret pas l'image par protectio des bits qui lui sot affectés. MSB LSB x image WR Registre de Protectio Ecriture

4 Fausse Couleur VISUALISATION de l'image 4 E triplat la structure /covertisseur, il est possible d'appliquer le coteu de la mémoire d'image aux trois caos RVB u moiteur couleur. Rouge R Vert V Bleu B Remarquer que si les trois sot chargées avec la même loi, il y a idetité des trois composates RVB, ce qui doet u affichage N&B sur l'écra. Das les autres cas, il y a apparitio de couleurs sur l'écra. Le mélage des primaires RVB doat ue couleur uique pour ue quatité fixée de Rouge, Vert et Bleu (pricipe de l'uicité de la décompositio des couleurs das ue base), le ombre de possibilités de couleurs différetes e sortie est 2 3m alors que le ombre de iveaux de gris de la mémoire d'image 'est que de 2. Il e peut y avoir affichage sur l'écra que de 2 couleurs simultaées à l'écra parmi les 2 3m costituat la palette de sortie. Le coteu de la mémoire d'image deviet le code de repère de chacue des 2 couleurs choisies. Les valeurs usuelles de m sot: m = 6 soit couleurs m = 8 soit 16 Millios de couleurs Avec ue telle structure, il est possible de doer des aspects colorés à certaies iformatios d'ue image (iveau maximal, overlay couleur...). L'ue des applicatios usuelles est l'affectatio d'ue couleur à chaque iveau de gris suivat ue règle du type "Arc-e-ciel" qui fait apparaître les iveaux faibles e bleu, les iveaux moyes e vert et les iveaux forts e rouge. O remarquera que la somme des trois composates RVB est costate, ce qui doe ue lumiace costate aux teites. Niveau de gris Noir Gris Blac 0 M Couleur Bleu Vert Rouge

5 VISUALISATION de l'image 5 Bleu Vert Bleu Cette structure permet même d'afficher des images couleurs. Das ce cas, la résolutio chromatique 'est que 2 valeurs. Pour ue profodeur mémoire faible, la couleur (au ses large compte teu de la lumiace) de chacu des pixels sera représetée par ue approximatio parmi les valeurs dispoibles. Gééralemet, la palette optimale est propre à chaque image ce qui red impossible l'affichage de deux images couleurs différetes simultaémet sur le même écra. Cette structure 'est doc pas équivalete à ue vrai structure couleur, compreat 3 mémoires, u matriçage de sortie et des 's.