FR2747213A1 - Procede de traitement d'images representatives d'une oeuvre picturale - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un procédé de traitement d'images représentatives d'une oeuvre picturale. Le procédé de traitement d'images selon l'invention utilise l'émission de rayonnements électromagnétiques (20) en direction d'une oeuvre picturale (10), et il est caractérisé en ce qu'il consiste à prendre trois photographies de ladite oeuvre (10) sous le même angle de vue et correspondant respectivement à des rayonnements (20) de longueurs d'onde différentes, lesquelles appartiennent aux spectres visible et invisible, et à les combiner entre elles de manière à obtenir au moins une image virtuelle (30, 30', 30") en couleurs fondamentales, lesdites couleurs étant respectivement associées audits rayonnements (20) dans le même ordre de longueurs d'onde. L'invention s'applique notamment à l'analyse des parties constitutives de telles oeuvres.
Description
La présente invention concerne un procédé de traitement d'images représentatives d'une oeuvre picturale. L'invention s'applique notamment à l'analyse des parties constitutives de telles oeuvres.
ll est connu d'utiliser à des fins d'analyse, pour divers rayonnements, les différences des caractéristiques de transmission et de réflexion de la matière constituant une oeuvre picturale. Les renseignements ainsi fournis sont différents quand on passe d'un rayonnement à un autre.
Par exemple, I'éclairage d'un tableau sous rayonnement infrarouge révèle parfois des zones plus noires que d'autres. De telles zones correspondent souvent à des lacunes sur la toile, qui indiquent par leur géométrie l'histoire des dégradations du tableau.
L'analyse de la fluorescence de Wood émise par un tableau éclairé au moyen d'un rayonnement ultraviolet révèle parfois des taches sombres disséminées sur la surface de la toile, ou bien un aspect laiteux de ladite surface. Ces taches peuvent matérialiser des réintégrations récentes. Quant à l'aspect laiteux, il est en général dû à une altération naturelle du vernis recouvrant la peinture.
On observe que certaines lacunes, évidentes sous rayonnement infrarouge, demeurent invisibles ou sont peu visibles sous rayonnement ultraviolet. De la même manière, certaines altérations ou repeints de la toile ne sont révélés que sous un rayonnement correspondant à un domaine spectral particulier.
Le but de la présente invention est de proposer un procédé de traitement d'images représentatives d'une oeuvre picturale par émission de rayonnements électromagnétiques en direction de ladite oeuvre, qui permette d'obtenir au moins une image virtuelle dont l'aspect et les couleurs soient proches de ceux de ladite oeuvre et qui rassemble les renseignements fournis par les rayonnements invisibles précités.
A cet effet, le procédé selon l'invention consiste à prendre trois photographies de ladite oeuvre sous le même angle de vue et correspondant respectivement à des rayonnements de longueurs d'ondes différentes, lesquelles appartiennent aux spectres visible et invisible, et à les combiner entre elles de manière à obtenir au moins une image virtuelle en couleurs fondamentales, lesdites couleurs étant respectivement associées auxdits rayonnements dans le même ordre de longueurs d'onde.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le procédé consiste ensuite à réaliser la différence, pour chaque couleur fondamentale, de ladite image virtuelle et d'une photographie prise au moyen d'un rayonnement visible et à combiner entre elles les trois photographies de différence respectivement obtenues, de manière à obtenir une image virtuelle de différence en couleurs fondamentales.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le procédé consiste à obtenir deux images virtuelles, la première dans un premier domaine de longueurs d'onde débordant du domaine visible et la seconde dans un second domaine de longueurs d'onde incluant ledit premier domaine, de telle sorte que les trois rayonnements ayant servi pour l'obtention de chacune des deux images virtuelles aient en commun leur rayonnement central dans l'échelle des longueurs d'onde.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le procédé consiste ensuite à réaliser la différence, pour chaque couleur fondamentale, de ladite seconde image virtuelle et de ladite première image virtuelle et à combiner entre elles les trois photographies de différence respectivement obtenues, de manière à obtenir une image virtuelle de différence en couleurs fondamentales.
Selon une autre caractéristique de l'invention, lesdits rayonnements respectivement associés aux couleurs fondamentales rouge, vert et bleu sont constitués d'un rayonnement rouge sous fluorescence ultraviolet, d'un rayonnement visible vert et d'un rayonnement bleu sous fluorescence ultraviolet.
Selon une autre caractéristique de l'invention, lesdits rayonnements respectivement associés aux couleurs fondamentales rouge, vert et bleu sont constitués d'un rayonnement infrarouge, d'un rayonnement vert sous fluorescence ultraviolet et d'un rayonnement visible bleu.
Selon une autre caractéristique de l'invention, lesdits rayonnements respectivement associés aux couleurs fondamentales rouge, vert et bleu sont constitués d'un rayonnement infrarouge d'un rayonnement visible vert et d'un rayonnement ultraviolet.
Selon une autre caractéristique de l'invention, lesdits rayonnements respectivement associés aux couleurs fondamentales rouge, vert et bleu sont constitués d'un rayonnement infrarouge, d'un rayonnement visible vert et d'un rayonnement bleu sous fluorescence ultraviolet
Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec le dessin joint, dans lequel:
la Fig. 1 est un schéma simplifié du procédé de traitement d'images représentatives d'une oeuvre picturale selon l'invention, et
la Fig. 2 est un schéma simplifié illustrant la méthode d'obtention d'une image virtuelle obtenue par le procédé de traitement d'images selon l'invention.
Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec le dessin joint, dans lequel:
la Fig. 1 est un schéma simplifié du procédé de traitement d'images représentatives d'une oeuvre picturale selon l'invention, et
la Fig. 2 est un schéma simplifié illustrant la méthode d'obtention d'une image virtuelle obtenue par le procédé de traitement d'images selon l'invention.
Le procédé de traitement d'images selon l'invention consiste essentiellement à photographier l'oeuvre picturale 10 à analyser sous différents rayonnements électromagnétiques 20, puis à numériser et traiter les photographies obtenues correspondant auxdits rayonnements 20 de manière à obtenir au moins une image virtuelle 30, 30', 30" dont l'aspect soit proche de celui de l'oeuvre 10 observée à la lumière réelle.
La première étape de photographie de l'oeuvre 10 est mise en oeuvre au moyen d'une caméra 40 permettant de prendre des vues en noir et blanc dans plusieurs domaines du spectre électromagnétique situés hors du domaine visible, dont par exemple les domaines infrarouge et ultraviolet, ainsi que des vues en couleur dans le domaine visible. A cet effet, la caméra 40 est pourvue de filtres interférentiels 41, 42, 43, 44 et 45, respectivement prévus pour retenir les rayonnements infrarouge (IR), rouge (R), vert (V), bleu (B) et ultraviolet (UV).
Après avoir émis un rayonnement électromagnétique 20 en direction de l'oeuvre 10 via une source d'éclairage 50 appropriée, on observe ladite oeuvre 10 au moyen de la caméra 40.
Lors de chaque prise de vue de l'oeuvre 10 à analyser, on notera que la caméra 40 peut se trouver devant ou derrière l'oeuvre 10, suivant que l'on souhaite observer la partie réfléchie ou transmise du rayonnement incident 20 par ladite oeuvre 10.
Selon un exemple de réalisation, on a saisi dix photographies de l'oeuvre 10, celle-ci étant éclairée au moyen de différents rayonnements électromagnétiques 20:
Photographie 1: infrarouge (longueur d'onde de 1100 nm)
Photographie 2: infrarouge (longueur d'onde de 960 nm)
Photographie 3: infrarouge (longueur d'onde de 850 nm)
Photographie 4: visible rouge
Photographie 5: visible vert
Photographie 6: visible bleu
Photographie 7: ultraviolet (longueur d'onde de 340 nm)
Photographie 8: ultraviolet pour prise en photographie de la
lumière rouge émise par fluorescence
Photographie 9: ultraviolet pour prise en photographie de la
lumière verte émise par fluorescence
Photographie 10: ultraviolet pour prise en photographie de la
lumière bleue émise par fluorescence
L'examen des photographies sélectionnées amène les observations suivantes.
Photographie 1: infrarouge (longueur d'onde de 1100 nm)
Photographie 2: infrarouge (longueur d'onde de 960 nm)
Photographie 3: infrarouge (longueur d'onde de 850 nm)
Photographie 4: visible rouge
Photographie 5: visible vert
Photographie 6: visible bleu
Photographie 7: ultraviolet (longueur d'onde de 340 nm)
Photographie 8: ultraviolet pour prise en photographie de la
lumière rouge émise par fluorescence
Photographie 9: ultraviolet pour prise en photographie de la
lumière verte émise par fluorescence
Photographie 10: ultraviolet pour prise en photographie de la
lumière bleue émise par fluorescence
L'examen des photographies sélectionnées amène les observations suivantes.
On vérifie en premier lieu qu'à chaque rayonnement 20 correspond un ensemble unique de nuances de gris sur chaque photographie en noir et blanc obtenue.
Les différences de nuances de gris observées entre diverses parties de l'oeuvre 10 sur l'une de ces photographies révèlent les différences structurelles existant entre lesdites parties de l'oeuvre 10. Par exemple, on peut conclure sur la base d'une photographie réalisée sous rayonnement 20 ultraviolet que deux taches d'un tableau 10 possédant une même couleur apparente sont constituées, pour l'une, de la seule couche originelle et, pour l'autre, de deux couches peintes à deux époques différentes.
La seconde étape de numérisation de chaque photographie est mise en oeuvre par un ordinateur 60 équipé d'une carte d'acquisition des photographies prises par la caméra 40, laquelle est connectée audit ordinateur 60.
La troisième étape de traitement des photographies obtenues est mise en oeuvre au moyen d'un logiciel de traitement d'images dont est pourvu ledit ordinateur 60.
L'étape de traitement consiste tout d'abord à caler les photographies les unes par rapport aux autres, ceci pour que la ou les images virtuelles 30, 30', 30" ultérieurement obtenues soient les plus nettes possibles. Un tel calage peut par exemple être réalisé en se basant sur les craquelures de l'oeuvre 10. Ledit calage peut être suivi d'un filtrage pour améliorer encore la qualité des images, sans toutefois modifier les nuances de gris contenues dans chaque photographie.
Selon un premier mode de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, illustré à la Fig. 2, L'étape de traitement consiste ensuite en une phase de combinaison des photographies respectivement prises sous des rayonnements 20 déterminés, de manière à obtenir une image virtuelle 30 (IM.V à la Fig. 2) en couleur dont chaque point élémentaire est alors constitué par la combinaison des signaux de couleurs fondamentaux rouge, vert, bleu (RVB), ou bien cyan, magenta, jaune (CMJ). Nous nous intéresserons uniquement à la combinaison RVB dans la suite de la description.
On va passer en revue plusieurs exemples de réalisation relatifs au mode précité.
Exemple 1: Les photographies utilisées pour l'obtention de ladite image virtuelle 30 à base de rouge, de vert et de bleu sont respectivement les photographies 8, 5 et 10. L'image virtuelle 30 obtenue permet notamment de mettre en évidence l'ensemble des repeints de l'oeuvre 10.
Exemple 2: Les photographies utilisées pour l'obtention de ladite image virtuelle 30 à base de rouge, de vert et de bleu sont respectivement les photographies 3, 9 et 6. L'image virtuelle 30 obtenue permet notamment de mettre en évidence les repeints anciens de l'oeuvre 10.
Exemple 3: Les photographies utilisées pour l'obtention de ladite image virtuelle 30 à base de rouge, de vert et de bleu sont respectivement les photographies 3, 5 et 7. L'image virtuelle 30 obtenue permet notamment d'analyser avec précision des détails de l'oeuvre 10, tels qu'une signature.
Exemple 4: Les photographies utilisées pour l'obtention de ladite image virtuelle 30 à base de rouge, de vert et de bleu sont respectivement les photographies 3, 5 et 10. L'image virtuelle 30 obtenue permet notamment d'analyser avec précision des détails de l'oeuvre 10, tels qu'une signature.
On vérifie que les couleurs de l'image virtuelle 30 sont voisines de celles de l'oeuvre 10 observée à la lumière réelle (image réelle IM.R à la Fig. 2), du fait de la proximité existant dans l'échelle des longueurs d'onde entre, d'une part, les rayonnements 20 ultraviolet et bleu et, d'autre part, les rayonnements 20 infrarouge et rouge.
L'image virtuelle 30 obtenue permet de réunir de nombreux renseignements relatifs aux différentes étapes constitutives de l'oeuvre. Dans le cas d'un tableau, il est ainsi possible de repérer rapidement les parties repeintes, les altérations subies par la toile, les lacunes, etc.
De plus, il est parfois utile de disposer d'une palette de couleurs plus nuancées sur l'image virtuelle 30. A titre indicatif, le rouge est susceptible de mettre en évidence la préparation d'un tableau, I'orangé fait souvent apparaître des repeints anciens alors que le vert peut révéler des vernis anciens. Ainsi, si l'on souhaite voir apparaître une couleur telle que l'orangé dans l'image virtuelle 30, on émettra un rayonnement infrarouge de longueur d'onde voisine de 900 nm.
Par synthèse additive des sources colorées que constituent les pastilles de luminophores, toutes les couleurs appartenant au spectre visible peuvent être reconstituées sur l'image virtuelle 30. Ainsi, sur la base d'une source rouge et d'une source bleue, on obtiendra la couleur magenta. Avec des sources rouge et verte, on obtiendra la couleur jaune, et avec des sources verte et bleue, on obtiendra la couleur cyan. Par conséquent, cette méthode permet de disposer d'informations sur l'oeuvre 10 qu'il était difficile de mettre en évidence sur les différentes photographies en noir et blanc, puisque de nouvelles couleurs apparaissent sur l'image virtuelle 30.
II est à noter qu'une large gamme de rayonnements 20 peut être utilisée dans le procédé selon l'invention, une couleur étant associée à chaque rayonnement 20 lors de la phase de combinaison des photographies respectivement prises sous des rayonnements 20 distincts. L'image virtuelle 30 résultante de cette combinaison est telle que chaque point élémentaire qu'elle contient comprend les couleurs fondamentales précitées, lesquelles sont respectivement associées auxdits rayonnements 20 dans le même ordre de longueurs d'onde (x), lesdits rayonnements 20 appartenant à un domaine plus étendu que le domaine visible.
L'étape de traitement consiste ensuite à réaliser la différence, pour chaque couleur fondamentale, de ladite image virtuelle 30 et d'une photographie prise au moyen d'un rayonnement 20 visible et à combiner entre elles les trois photographies de différence respectivement obtenues, de manière à obtenir une image virtuelle de différence en couleurs fondamentales. Ladite image virtuelle de différence permet de visualiser précisément les détails de l'image virtuelle 30 qui ne sont pas contenus dans l'image visible.
On procède à une comparaison de l'image virtuelle 30 avec la photographie de l'image réalisée en lumière visible, suivie de divers réglages et d'une correction apportée à ladite image virtuelle 30 pour faire en sorte qu'elle se rapproche encore davantage de l'image réelle. On procède par exemple à une correction gamma et à des réglages des intensités maxima RVB.
Selon un second mode de réalisation, on réalise deux images virtuelles 30' et 30", I'une 30' dans un premier domaine de longueurs d'onde débordant du domaine visible et l'autre 30" dans un second domaine de longueurs d'onde incluant ledit premier domaine, de telle sorte que les trois rayonnements 20 ayant servi pour
I'obtention de chacune des deux images virtuelles 30' et 30" aient en commun leur rayonnement central 20 dans l'échelle des longueurs d'onde. Les rayonnements 20 utilisés peuvent être choisis parmi ceux qui sont à l'origine des dix photographies précitées.
I'obtention de chacune des deux images virtuelles 30' et 30" aient en commun leur rayonnement central 20 dans l'échelle des longueurs d'onde. Les rayonnements 20 utilisés peuvent être choisis parmi ceux qui sont à l'origine des dix photographies précitées.
Dans ce mode de réalisation, les trois rayonnements 20 sélectionnés pour donner chaque image virtuelle 30' ou 30" sont respectivement associés aux couleurs rouge, vert, bleu (ou magenta, jaune, cyan) suivant l'ordre décroissant de leurs longueurs d'onde. L'organisation du spectre de la lumière visible sert donc de référence. L'image servant de base à l'analyse est celle dont le spectre est le plus étendu, c'est-à-dire ladite seconde image virtuelle 30"
De même que précédemment, on réalise ensuite la différence, pour chaque couleur fondamentale, de ladite seconde image virtuelle 30" et de ladite première image virtuelle 30' et on combine entre elles les trois photographies de différence respectivement obtenues, de manière à obtenir une image virtuelle de différence en couleurs fondamentales. Cette dernière permet de visualiser les détails de ladite seconde image virtuelle 30" qui ne sont pas contenus dans ladite première image virtuelle 30'.
De même que précédemment, on réalise ensuite la différence, pour chaque couleur fondamentale, de ladite seconde image virtuelle 30" et de ladite première image virtuelle 30' et on combine entre elles les trois photographies de différence respectivement obtenues, de manière à obtenir une image virtuelle de différence en couleurs fondamentales. Cette dernière permet de visualiser les détails de ladite seconde image virtuelle 30" qui ne sont pas contenus dans ladite première image virtuelle 30'.
De la même manière que pour le premier mode de réalisation, on compare ensuite la seconde image virtuelle 30" à la première 30', afin d'en corriger les différences par des réglages et corrections appropriés.
La méthode illustrée dans ce mode de réalisation permet notamment de différencier les lacunes véritables des parties constitutives de l'oeuvre 10. En effet, dans le cas d'un tableau, il peut arriver que l'image virtuelle 30 obtenue conformément au premier mode de réalisation mette en évidence des zones claires, que l'on pourrait assimiler à tort à des lacunes. D'où l'idée de modifier les couleurs de la photographie de référence pour la comparaison en quittant au moins partiellement le domaine visible, pour éviter une telle confusion.
Dans le cas d'un tableau, cette méthode permet également d'observer précisément les degrés d'altération de la couche picturale, de la préparation et de la toile.
Une première condition nécessaire à la mise en oeuvre du procédé selon l'invention est que l'oeuvre 10 soit telle qu'elle puisse donner lieu à au moins deux nuances de gris appartenant à la même matière, sur chaque photographie prise en noir et blanc
Une seconde condition est que les photographies obtenues puissent être mises à la même dimension et qu'elles aient toutes été prises selon le même angle de vue.
Une seconde condition est que les photographies obtenues puissent être mises à la même dimension et qu'elles aient toutes été prises selon le même angle de vue.
Une troisième condition est bien entendu que la matière de l'oeuvre 10 soit sensible aux différents rayonnements utilisés du spectre électromagnétique.
On notera que le procédé selon l'invention a d'autant plus d'intérêt que le nombre de nuances distinctes de gris est élevé. A titre indicatif, on en dénombre jusqu'à mille pour certaines images étudiées en médecine.
Claims (8)
1) Procédé de traitement d'images représentatives d'une oeuvre picturale (10) par émission de rayonnements électromagnétiques (20) en direction de ladite oeuvre (10), caractérisé en ce qu'il consiste à prendre trois photographies de ladite oeuvre (10) sous le même angle de vue et correspondant respectivement à des rayonnements (20) de longueurs d'onde différentes, lesquelles appartiennent aux spectres visible et invisible, et à les combiner entre elles de manière à obtenir au moins une image virtuelle (30, 30', 30") en couleurs fondamentales, lesdites couleurs étant respectivement associées auxdits rayonnements (20) dans le même ordre de longueurs d'onde.
2) Procédé de traitement d'images selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste ensuite à réaliser la différence, pour chaque couleur fondamentale, de ladite image virtuelle (30) et d'une photographie prise au moyen d'un rayonnement (20) visible et à combiner entre elles les trois photographies de différence respectivement obtenues, de manière à obtenir une image virtuelle de différence en couleurs fondamentales.
3) Procédé de traitement d'images selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à obtenir deux images virtuelles (30' et 30"), la première (30') dans un premier domaine de longueurs d'onde débordant du domaine visible et la seconde (30") dans un second domaine de longueurs d'onde incluant ledit premier domaine, de telle sorte que les trois rayonnements (20) ayant servi pour l'obtention de chacune des deux images virtuelles (30', 30") aient en commun leur rayonnement (20) central dans l'échelle des longueurs d'onde.
4) Procédé de traitement d'images selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il consiste ensuite à réaliser la différence, pour chaque couleur fondamentale, de ladite seconde image virtuelle (30") et de ladite première image virtuelle (30') et à combiner entre elles les trois photographies de différence respectivement obtenues, de manière à obtenir une image virtuelle de différence en couleurs fondamentales.
5) Procédé de traitement d'images selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits rayonnements (20) respectivement associés aux couleurs fondamentales rouge, vert et bleu sont constitués d'un rayonnement rouge sous fluorescence ultraviolet, d'un rayonnement visible vert et d'un rayonnement bleu sous fluorescence ultraviolet.
6) Procédé de traitement d'images selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lesdits rayonnements (20) respectivement associés aux couleurs fondamentales rouge, vert et bleu sont constitués d'un rayonnement infrarouge, d'un rayonnement vert sous fluorescence ultraviolet et d'un rayonnement visible bleu.
7) Procédé de traitement d'images selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lesdits rayonnements (20) respectivement associés aux couleurs fondamentales rouge, vert et bleu sont constitués d'un rayonnement infrarouge, d'un rayonnement visible vert et d'un rayonnement ultraviolet.
8) Procédé de traitement d'images selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lesdits rayonnements (20) respectivement associés aux couleurs fondamentales rouge, vert et bleu sont constitués d'un rayonnement infrarouge, d'un rayonnement visible vert et d'un rayonnement bleu sous fluorescence ultraviolet.
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Also Published As
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| FR2747213B1 (fr) | 1998-06-26 |
| WO1997038397A1 (fr) | 1997-10-16 |
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