Géométrie et représentation de la couleur (en partenariat avec Modèles corticaux de perception visuelle et applications à l'imagerie)

Nous vous rappelons que, afin de garantir l'accès de tous les inscrits aux salles de réunion, l'inscription aux réunions est gratuite mais obligatoire.

Inscriptions closes à cette réunion.

Inscriptions

12 personnes membres du GdR ISIS, et 19 personnes non membres du GdR, sont inscrits à cette réunion.
Capacité de la salle : 40 personnes.

Annonce

Les performances d'un algorithme de traitement d'image en couleurs dépendent souvent d'une manière remarquable du choix de l'espace de couleur dans lequel on met en place l'algorithme. Une meilleure compréhension de la géométrie des espaces de couleur est nécessaire pour simplifier ce choix et pour permettre d'adapter les modèles à des situations plus générales. Les outils de la géométrie différentielle, de la topologie algébrique et de l'analyse harmonique sont particulièrement adaptés pour ce type d'étude, bien que leur utilisation en traitement des images en couleurs ne soit pas courant. Concernant la vision des couleurs par un observateur humain, il est établi que l'espace de vision des couleurs n'est pas Euclidien. Certains auteurs ont proposé des modèles Riemanniens (Helmholtz, Schrödinger, Stiles), mais la tendance aujourd'hui est d'utiliser des espaces à courbure négative pour lesquels le prototype est la géométrie hyperbolique. L'étude de ces espaces et leurs propriétés pour la vision des couleurs peut permettre une reformulation rigoureuse de la géométrie des espaces couleur et d'apporter des réponses aux nombreuses objections que suscitent les modèles empiriques utilisés actuellement. Cela permettra de définir des algorithmes de traitement d'image couleur qui soient intrinsèquement adaptés à la vision humaine.

Toute contribution dans cette direction sera bienvenue dans ce rencontre, qui sera en partenariat avec le rencontre "Modèles corticaux de perception visuelle et applications à l'imagerie", qui se déroulera dans la même salle le jour suivant, 22 novembre 2018, vu la proximité des deux sujets.

Site web du workshop :

https://liftme.sciencesconf.org/

Organisateurs :

(pour la journée Géométrie et représentation de la couleur)

David Alleysson : CR, GIPSAlab UMR 5216, Grenoble, david.alleysson@univ-grenoble-alpes.fr
Michel Berthier : PR25, MIA Université de La Rochelle, michel.berthier@univ-lr.fr
Philippe Carré : PR61, XLIM UMR 7252, Université de Poitiers, philippe.carre@univ-poitiers.fr
Edoardo Provenzi : PR26, IMB UMR 5251, Université de Bordeaux, edoardo.provenzi@math.u-bordeaux.fr

(pour la journée Modèles corticaux de perception visuelle et applications à l'imagerie)

Luca Calatroni : Lecteur Hadamard - École Polytechnique
Valentina Franceschi : Lectrice Hadamard - IMO, Université Paris Sud
Benedetta Franceschiello : Post-Doc à FAA-CHUV, Université de Lausanne
Dario Prandi : CR, Centrale Supelec
Mario Sigalotti : INRIA - Team CAGE

Informations pour arriver à la salle 15-16-413 du Campus Jussieu:

La salle 15-16-413 se trouve au 4e étage du couloir qui connecte la tour 15 et 16.

Pour s'y rendre, on peut monter de l'escalier 16 jusqu'au 4e étage, aller vers le couloir 15 et chercher le numéro de salle 413.

La tour 16 est à gauche par rapport à l'entrée principale de Jussieu.

Programme

10h30

Titre : Full-Vector Gradient pour images Couleur et Multispectrales

Auteurs : Hermine Chatoux, Noël Richard, François Lecellier, Christine Fernandez-Maloigne (Laboratoire XLIM, Université de Poitiers)

Alors que les capteurs d'images hyperspectrales exploitent un échantillonnage spectral quasi- régulier, les capteurs couleurs RGB et plus généralement multi-spectraux utilisent des courbes de sensibilité spectrales fortement intersectées. Cette caractéristique physique se retrouve également dans la construction des courbes de sensibilité LMS de l'oeil humain. Par construction, ces ensembles de courbes de sensibilité ne sont pas orthogonales entre-elles, induisant des problèmes de représentation et de manipulation des données couleur ou multi-spectrales. La question posée par ce travail est celle de la prise en compte cette non-orthogonalité dans le calcul des gradients issus des images couleur ou spectrales (multi et hyper), ce que ne permet pas l'expression de Di-Zenzo. Nous comparerons les résultats obtenus avec ceux issus d'un détecteur sur image en niveau de gris, d'un détecteur couleur de Carron et du détecteur de Di-Zenzo. Les résultats présentés montreront que dans le cas de gradients entre zones d'écarts couleurs importants les performances de Di-Zenzo sont proches de celles proposées. En revanche, lorsque la complexité d'extraction du gradient s'accroît, l'approche vectorielle complète proposée surpasse celle de Di- Zenzo, basée sur une hypothèse implicite d'orthogonalité des axes de représentation. Dans le cadre de Déficients Visuels de la Couleur (DVC), l'approche permet d'intégrer les caractéristiques de la déficience dans le calcul des gradients offrant un autre point de vue sur l'analyse de cette déficience face à une image de contenu complexe ou texturé. L'apport principal de l'approche proposée est une construction générique pour des images de 2 canaux (cas des daltoniens de type deutéranopes) à n canaux couleur ou spectraux, et ce quel que soit le domaine d'acquisition/analyse (visible, radio, IRM).

11h00

Titre: Transitions de phase dans le plan hyperbolique, application à la détection des textures par le cortex visuel primaire.

Auteurs : Pascal Chossat (LJAD, CNRS Université Côte d'Azur), Grégory Faye (Institut Mathématique de Toulouse) et Olivier Faugeras (Inria Sophia Antipolis)

J'introduis d'abord le concept de tenseur de structure pour modéliser la détection de la texture des images par le cortex visuel primaire et je montre comment cela conduit à poser les équations du champ neuronal dans le plan hyperbolique (ou disque de Poincaré). Je montre ensuite que l'activation spontanée des neurones de cette zone du cortex peut former naturellement par bifurcation à partir de l'état homogène de base, des états invariants par des tessellations du plan hyperbolique.

11h30

Titre : Measure and Model for hyperbolic color vision space

Auteur : David Alleysson (Laboratoire de Psychologie et NeuroCognition, UMR 5105, Grenoble)

After an inventory of theoretical models of hyperbolic color spaces and their relationship with psychophysical laws, I will detail the measuring method we set up to measure individual hyperbolic color vision space. Then, I will discuss the underlying human hyperbolic color vision model based on these measurements.

12h00

Auteur : Michel Berthier

Titre : Une relecture quantique de Resnikoff (Laboratoire MIA, Université de La Rochelle)

La fin de l'article « Differential Geometry and Color Perception » consacrée aux algèbres de Jordan laisse suggérer que H. Resnikoff avait une interprétation quantique de son modèle hyperbolique de perception des couleurs. Nous tenterons de préciser cette interprétation en montrant que la variété abstraite des couleurs perçues peut être considérée comme l'espace des états d'un système quantique réel.

12h30h-13h30 : Pause déjeuner

13h30

Auteur : Jean-Baptiste Thomas

Titre : On the communication of material appearance

Beyond color, material appearance is defined by a complex interaction of light and matter with a person and its sensory system. There are metrological tentatives to describe the total appearance of material by four attributes: Color, Gloss, Translucency and Texture. However, those attempts focus on physical measurements under strong priors, and the link between those measurement with the perception of the object material is yet not very well understood.

I will rapidly present approaches by field according to my understanding: from Metrology to Psychology.

Then, I will introduce and describe a collection of art objects made of resin, which are dedicated to the study of appearance, and through qualitative analysis will demonstrate some behavior and effect that seem to impact appearance description.

14h

Titre : Interpolation of the MacAdam ellipses

Auteur : Emmanuel Chevallier (Université de Aix-Marseille)

Our work attempts to provide a rigorous basis to the interpolation of the MacAdam ellipses. It starts by defining criteria used to compare the different possible interpolations. Then several interpolation strategies are compared. The main conclusion that arises from this comparison is that the ellipses should not be interpolated based on the coefficients of the matrices of the corresponding scalar products, as MacAdam suggested, but on the coefficients of their inverses. It also appears that the uv parameters tend to gives better results than the xy and ab parameters.

14h30

Titre : Colorisation de visages basée-exemple

Auteur : Fabien Pierre (LORIA, Université de Lorraine)

La colorisation de visage basée sur des exemples de référence en couleur est un problème délicat qui a été résolu en utilisant une estimation des déformations géométriques entre deux images. Dans cet exposé, on présentera la méthode ainsi qu'un post-traitement basé sur une approche variationnelle. On présentera notamment le problème de la gestion des bornes dans l'espace YUV ainsi que le problème du biais et des solutions possibles.

15h

Titre : An original approach to color properties of surfaces, as sensed by the human eye

Auteur : Alban Flachot (Giessen University)

Roughly 10 years ago, Philipona & O'Regan proposed a linear model of surface reflectance as it is sensed by the human eye. They took the original approach to consider and model the action, on light, of physical surfaces in the three dimensional space defined by human retinal sensors. They showed that, surprisingly, it can be well modeled by 3x3 linear operators. In addition, the operator's properties correlate with the existence of focal colors.

Here, we will go beyond and show that these operators can be defined in an illuminant-independent fashion while giving a more robust approximation of the surface reflectance properties. We will also show that it is possible to find an optimal transformation of the retinal sensors sensitivity functions such that all operators are almost diagonal. This transformation defines a set of optimal, virtual sensors that correlate nicely with empirical measures of unique hues.

Overall, the results presented in this talk suggest that considering the action of a surface, in the 3D space defined by the human retinal sensors, is a useful approach to understand some aspects of human's color vision.

15h30-16h : Pause cafè

16h

Titre : Deep or Shallow NN for demosaicing

Auteur : Prakar Amba et David Alleysson (Laboratoire de Psychologie et NeuroCognition, UMR 5105, Grenoble)

Recently, Deep Convolutional Neural Network take an important place in the unsupervised method for image processing. In this presentation we compare the performance of DCNN and classical NN for demosaicing color image issued from sensor. In our method, we focus on the shift invariant representation of the problem which imposes the vector representation of the color image. We show that our NN is similar in performance than DCNN and not so far from a LMMSE solution.

16h30

Titre : Algebra for color correction

Auteur : Axel Clouet, Jérôme Vaillant (Univ. Grenoble Alpes, CEA, LETI, DOPT, LIS F-38000 Grenoble) et David Alleysson (Univ. Grenoble Alpes, LPNC, CNRS UMR 5105, F-38000 Grenoble)

Many authors have defined space of light as Hilbert space were elements are Spectral Density Function of the light. The space span by a camera or a screen could be seen as an Euclidean tri-dimensional subspace of this Hilbert Space. In this presentation we recall this model of light and show how this algebra formalism allows to design color correction matrices (CCM) as linear applications between subspaces (homography with a projective geometry representation).

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