Rémanence des tri-CCD

Comme tu le dis, Guy-Jacques, revenons à la terre et gardons les pieds sur terre.

Si on en revient au sujet de départ, la rémanence des tri-CCD, tout est fait pour supprimer cette rémanence, et si bien fait que les CCD prouvent que cette rémanence est maîtrisée par l'efficacité des obturateurs électroniques. Si votre caméscope en est équipé, c'est on ne peut plus facile à vérifier.

Malheureusement, aux cadences d'échantillonnage des mouvement en vidéo, il est absolument indispensable d'avoir un certain taux de filé pour redonner au cerveau l'impression de continuité des mouvements rapides. Si vous filmez en panoramique avec l'obturateur au 1/1000° de seconde, il y a de fortes chances qu'un effet stroboscopique désastreux perturbe l'effet de mouvement. Je me souviens qu'avec mon premier caméscope équipé d'un obturateur variable, j'ai filmé un buggy miniature fonçant entre les herbes, les roues ne tournaient plus et la texture des brins d'herbe était insupportable. Par contre les arrêts sur image étaient particulièrement nets.

Maintenant, j'émets quelques nuances dans l'interprétation de Guy-Jacques sur les filtres complémentaires de son second exemple. Pour reprendre les éléments apportés, la structure de filtres en mosaïque à quatre filtres colorés, dont trois complémentaires, est une variante des filtres de Bayer qui permet par soustraction et interpolation d'obtenir le RVB. La combinaison va plus loin que le classique filtre de Bayer, qu'il soit régulier où à structure pseudo-aléatoire. Pour un pixel composé de quatre photosites, il y a trois échantillons de vert, deux de bleu et deux de rouge. La prédominance de la voie verte est plus importante que pour le filtre de Bayer classique et les risques de distorsion colorimétriques sur les détail un peu plus importants si le filtrage optique n'est pas suffisant.
Le photosite vert sert de référence verte absolue. (V)=V
Le photosite magenta auquel on ajoute la valeur du photosite vert correspond exactement à la luminance. (R+B)+(V)=Y
Le photosite jaune auquel on retranche le photosite vert donne du rouge. (R+V)-(V) =R
Le photosite cyan auquel on retranche le photosite vert donne du bleu. (B+V)-(V)=B
On obtient donc dans la surface du pixel des informations précises sur le RVB plus la luminance. Il y a donc une information redondante puisque le RVB est suffisant pour reconstituer le signal complet (il y a bien eu des caméras professionneles à quatre tubes de prise de vues). Du fait de la structure en rangées et en colonnes, utiliser quatre photosites par pixel facilite l'extraction des signaux .

On en arrive à une situation qui pourrait sembler aberrante, une image optique trop piquée dégrade la colorimétrie des détails de l'image. C'est pourtant bien ce que j'ai pu vérifier en 1986 lors d'essais d'optiques Angénieux interchangeables sur un proto de caméscope à mono-CCD.
On en viendrait presque à penser que la tache d'Airy est un sérieux allié des filtres de Bayer ou dérivés! On est en effet obligé de diffuser la lumière et d'estomper les détails plus petits que le pixel pour un meilleur rendu colorimétrique des pixels, soit par lame biréfrigente, soit par filtre diffusant. De toutes façons, il y a traitement de la bande passante au niveau des détails, tant en tri-CCD qu'en mono-CCD, pour réduire les effets d'aliasing sur les transitions obliques.
Deux liens en prime, mais en anglais :
http://www.ipass.net/grc/Appendix 1.htm
http://www.peter-cockerell.net:8080/Bayer/bayer.html

 

C'est une des raisons car la luminance tire la plus grande partie de l'énergie du spectre vert, mais le capteur n'est pas YUV, il additionne les photons. Il n'y a pas de différence de résultat qualitatif dans le fait que le signal soit en RVB ou YUV, même si l'insensibilité au bruit électronique en transport ou stockage est un peu à l'avantage du YUV. Le YUV est surtout utilisé pour la vidéo avec les voies R et B compressées.

Ce qui est en fait important dans les capteurs, c'est d'améliorer le signal à bruit. En minimisant le bruit dans la voie verte, on améliore fortement la qualité du signal complet. Il suffit de regarder une image de télévision, primaire par primaire, pour se rendre compte de l'énorme tolérance sur le bruit dans la voie bleue. La voie rouge est moins tolérante. Les systèmes codés Pal et Ntsc utilisent le fait et limitent fortement la qualité de la voie bleue.

Le capteur Foveon, quand il aura amélioré ses performances en bruit de fond (problème des CMOS), est plus performant pour la reproduction des détails et la limitation du moiré, tout comme les tri-CCD en vidéo. La précision et la fidélité des détails est nécessaire en imagerie scientifique. Je ne pense pas que l'amélioration serait flagrante pour les prises de vues sous-marines qui demandent surtout une très bonne sensibilité. La limitation de la résolution au profit de la sensibilité est cependant une de ses caractéristiques intéressantes.
Cela dit, les APN de haut de gamme du marché sont dans l'ensemble de très haut niveau de qualité.

 

Un petit complément d'info sur des capteurs récents.
Le nouveau caméscope de JVC JY-HD10 à mono-CCD utilise une autre disposition de filtres pour favoriser la résolution verticale en progressif. Le nouveau capteur de JVC filtre ainsi chaque pixel : achrome, vert, cyan, et jaune pour fournir la résolution verticale maximale (480p et 720p). La matrice de filtres utilise deux filtres complémentaires (Jaune et Cyan) avec un filtre de couleur primaire (Vert). Le photosite achrome donne la luminance (R+V+B). On en soustrait le jaune pour obtenir le Bleu, ainsi que le Cyan pour obtenir le Rouge. Le Vert étant directement obtenu par le photosite vert, il est également facile à extraire des trois autres photosites pour améliorer la résolution de la luminance. Il n'y a pas besoin de photosite magenta pour reconstituer le RVB.