Une introduction aux modèles de perception et de raisonnement

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1 Une introduction aux modèles de perception et de raisonnement Courriel : {prenom.nom}@univ-lorraine.fr

2 .. Lecture La perception humaine.

3 . Lecture La perception humaine.. Partie La et les espaces de s s s manipulation des s 5. Les espaces s de

4 1. La et les espaces de s s manipulation des s 5. Les espaces s de

5 1. La et les espaces de s s manipulation des s 5. Les espaces s de

6 1. La et les espaces de s s manipulation des s 5. Les espaces s de Cônes et bâtonnets.

7 1. La et les espaces de s s manipulation des s 5. Les espaces s de

8 1. La et les espaces de s s manipulation des s 5. Les espaces s de L étudiant Newton démontre la composition spectrale de la lumière blanche. Et l existance de s monochromatiques.

9 1. La et les espaces de s s manipulation des s 5. Les espaces s de Le centre du cercle chromatique est la valeur de gris correspondant à l intensité lumineuse des s de ce cercle [Newton]. Cette valeur varie du Blanc au Noir.

10 1. La et les espaces de s s manipulation des s La synthèse additive correspond à la fusion de faisceaux lumineux de s différentes [Young]. La synthèse soustractive correspond au filtrage qu opèrent les pigments d une surface sur la lumière blanche. 5. Les espaces s de

11 1. La et les espaces de s s manipulation des s Maxwell définit un triangle chromatique dont les sommets sont les primaires R, G, B. Il s agit d une représentation du système additif, Où les s, inscrites dans ce triangle, ont des coordonnées positives. Mais toutes les s du cercle chromatique n ont de coordonnées positives!!! 5. Les espaces s de

12 s 1. La et les espaces de s L espace CIE RGB L espace CIE XYZ L espace L*a*b* Les espaces de manipulation des s Les espaces s de s manipulation des s 5. Les espaces s de

13 s s manipulation des s Toute demi-droite partant du barycentre définit des s allant du Blanc à la monochromatique ; Ces s ont toutes la même teinte ; Elles se distinguent par leur saturation. La représention des s monochromatiques dans l espace de Maxwell définit les fonctions colorimétriques des primaires R, G et B. 5. Les espaces s de

14 s s manipulation des s 5. Les espaces s de Repère orthonormée de base R, G et B Qui dépend de la valeur de Blanc choisie! CIE RGB : R (700nm), G (546.1nm) et B (435.8nm) Ajustement des énergies pour que le Noir soit l origine et le Blanc l unité.

15 s Coordonnées normalisée : R r = R + G + B g = G R + G + B s manipulation des s 5. Les espaces s de b = B R + G + B

16 s. Définition. L espace XYZ est réellement additif :.1 Pas de pondération négative,.2 La primaire Y décrit la luminosité,.3 Les deux primaires la chrominance,.4 Le Blanc est la valeur d équi-énergie s manipulation des s 5. Les espaces s de α X = α Y = α Z = 1 3.

17 s s manipulation des s 5. Les espaces s de

18 s s manipulation des s 5. Les espaces s de

19 s. Remarque. Perte de la luminosité avec les coordonnées normalisées :. X x = X + Y + Z Y y = X + Y + Z z = 1 x y s manipulation des s 5. Les espaces s de

20 s s manipulation des s 5. Les espaces s de

21 s. Remarque. Transformation linéaire non-unique. X Y Z R G B = P R G B = P 1 X Y Z s manipulation des s 5. Les espaces s de

22 s. Remarques. Plusieurs référence de Blanc possibles.. Eclairage Tungstène K Ciel nuageux K Ciel nuageux K Soleil direct K Sources fluorescentes Dénomination A C D65 D50 F2 Orientation de l observateur X Y Z 2 109, , , ,2 2 98, , , , , , , , , , , , , , , ,027 s manipulation des s 5. Les espaces s de

23 s. Remarques. Mc Adam démontre la présence des métamères. s manipulation des s 5. Les espaces s de.

24 s s manipulation des s 5. Les espaces s de

25 s L = ( ) a = 500 f X X0 b = 300 f ( ) Y 3 Y 16 si Y0 Y 0 > ( ) Y Y0 ( Y Y0 ) f ( ) f Y Y0 ( ) Z Z0 sinon s manipulation des s 5. Les espaces s de avec : f(x) = { x 1 3 si x > x sinon

26 s avec : C ab = a 2 + b 2 h ab = arctan ( ) a b E ab = a 2 + b 2 + L 2 a = a 1 a 2 b = b 1 b 2 L = L 1 L 2 s manipulation des s 5. Les espaces s de

27 manipulation des s s R + G + B I = 3 I min(r,g,b) S = ( I ) (R G) + (R B) T = arccos 2 (R G) 2 + (R B)(G B) s manipulation des s 5. Les espaces s de avec les contraintes suivantes : si I = 0 alors S est indéfini si S = 0 alors T est indéfini si B > G alors T = (360 T)/360

28 manipulation des s s V = max(r,g,b) S = max(r,g,b) min(r,g,b) ( max(r,g,b) ) T = arccos (R G) + (R B) 2 (R G) 2 + (R B)(G B) s manipulation des s 5. Les espaces s de

29 5. Les espaces s de s La base commune Y = 0,299R + 0,587G + 0,114B ( C1 C 2 ) ( R Y = A B Y ) s manipulation des s 5. Les espaces s de

30 5. Les espaces s de s National Television Standards Committee (NTSC) ( I Q Y I Q ) ( 0,74 0,27 = 0,48 0,41 = )( R Y B Y 0,299 0,587 0,114 0, 596 0, 274 0, 322 0, 212 0, 523 0, 311 ) R G B s manipulation des s 5. Les espaces s de

31 5. Les espaces s de s ( U V Y U V Phase Alternation by Line (PAL) ) ( 0 0,493 = 0, = )( R Y B Y 0,299 0,587 0,114 0, 147 0, 289 0, 436 0,615 0,515 0,1 ) R G B s manipulation des s 5. Les espaces s de

32 5. Les espaces s de s ( Dr Db Y Dr Db SÉquentiel Couleur À Mémoire (SECAM) ) ( 1,902 0 = 0 1, 505 = )( R Y B Y 0,299 0,587 0,114 1, 333 1, 116 0, 217 0, 45 0, 883 1, 333 ) R G B s manipulation des s 5. Les espaces s de

33 5. Les espaces s de s s Y Cr Cb Le standard pour TN, HDTV, JPEG2000 = 0,299 0,587 0,114 0,5 0,419 0,081 0,169 0,331 0,5 R G B manipulation des s 5. Les espaces s de

34 . Lecture La perception humaine.. Partie Le son et le système auditif humain 4. Qu est-ce que le son? 4. Qu est-ce que le son? 5. Le système auditif humain 6. Les bases de la compression audio 5. Le système auditif humain 6. Les bases de la compression audio

35 4. Qu est-ce que le son? 2. Le son et le système auditif humain 4. Qu est-ce que le son? Vibration due à un phénomène physique compressant ou dilatant l air ; Bande audible, entre 20Hz et 20kHz ; Infrasons, en deçà de 20Hz ; Hypersons, entre 1GHz et 10GHz. Constitué de fondamentales (<5kHz) et d harmoniques (entre 5kHz et 15kHz) ; Harmoniques timbre (différence entre la guitare et le piano) ; L amplitude décroît avec l augmentation de la fréquence. 5. Le système auditif humain 6. Les bases de la compression audio

36 4. Qu est-ce que le son? 2. Le son et le système auditif humain 4. Qu est-ce que le son? 5. Le système auditif humain Le niveau sonore est mesuré en décibell (db) ; En fonction de la pression acoustique : ( ) p L = 20 log 10 p ref 6. Les bases de la compression audio où p est la pression acoustique, exprimée en Pascal (Pa) ; p ref est le seuil minimal de perception (p ref = 0,00002Pa).

37 4. Qu est-ce que le son? 2. Le son et le système auditif humain 4. Qu est-ce que le son? En fonction de la variation de l intensité électrique : ( ) I L = 10 log 10 I ref 5. Le système auditif humain 6. Les bases de la compression audio où I = P est l intensité acoustique, mesurée en S puissance P, par mètre carré S (W.m 2 ) ; I ref est le seuil minimal de perception (I ref = W.m 2 ).

38 4. Qu est-ce que le son? 2. Le son et le système auditif humain Intensité 0dB 15dB 30dB 40dB 60dB 65dB 85dB 92dB 95dB 103dB 115dB 125dB 130dB Exemple de son minimum audible des bruissements de feuilles des chuchotements une salle d attente un ordinateur personnel de bureau à 0,6 mètres une voiture roulant à 60 km/h à 20 mètres un camion roulant à 50 km/h à 20 mètres une tondeuse à gazon motorisée à 1 mètre une rotative à journaux un métier à tisser un marteau pneumatique à 1 mètre un avion à réaction au décollage à 20 mètres seuil de détérioration du système auditif 4. Qu est-ce que le son? 5. Le système auditif humain 6. Les bases de la compression audio

39 4. Qu est-ce que le son? 2. Le son et le système auditif humain 4. Qu est-ce que le son? 5. Le système auditif humain 6. Les bases de la compression audio Enveloppe d un son ; Modèle utilisé en synthèse de sons ; Par exemple, le format MIDI.

40 5. Le système auditif humain 2. Le son et le système auditif humain 4. Qu est-ce que le son? 5. Le système auditif humain 6. Les bases de la compression audio

41 5. Le système auditif humain 2. Le son et le système auditif humain 4. Qu est-ce que le son? Fréquence Fréquence Taille de Fréquence Fréquence Taille de basse haute l intervalle basse haute l intervalle Le système auditif humain 6. Les bases de la compression audio Système multifenêtrage dans le domaine temps-fréquences.

42 5. Le système auditif humain 2. Le son et le système auditif humain 4. Qu est-ce que le son? 5. Le système auditif humain 6. Les bases de la compression audio

43 5. Le système auditif humain 2. Le son et le système auditif humain 4. Qu est-ce que le son? 5. Le système auditif humain 6. Les bases de la compression audio

44 5. Le système auditif humain 2. Le son et le système auditif humain 4. Qu est-ce que le son? 5. Le système auditif humain 6. Les bases de la compression audio

45 6. Les bases de la compression audio 2. Le son et le système auditif humain 4. Qu est-ce que le son? 5. Le système auditif humain 6. Les bases de la compression audio Compansion : contraction pour compression/expansion Traduction de companding : compressing/expanding

46 6. Les bases de la compression audio 2. Le son et le système auditif humain 4. Qu est-ce que le son? 5. Le système auditif humain 6. Les bases de la compression audio Loi A et son inverse. A x(t) sign(x(t)) si 0 x(t) < 1 y(t) = 1 + log 2 (A) A sign(x(t)) 1 + log 2(A x ) 1 si 1 + log 2 (A) A x(t) < 1

47 6. Les bases de la compression audio 2. Le son et le système auditif humain 4. Qu est-ce que le son? 5. Le système auditif humain 6. Les bases de la compression audio

48 6. Les bases de la compression audio 2. Le son et le système auditif humain 4. Qu est-ce que le son? 5. Le système auditif humain 6. Les bases de la compression audio