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... et la FTM du pauvre


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61 réponses à ce sujet

#1 Tryphon T

Tryphon T

    oooOooo

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Posté 08 février 2019 - 02:52

Ceci est la suite de Flash Résolution  Échantillonnage. (de Jean-Marc Babalian)

http://forum.mikrosc...chantillonnage/

 

Heu Tryphon, je pense que tu voulais dire "mais je les respecte" !

 

 

Tout à fait, je ne les déteste pas pour autant, voulais je dire. (Ou ce n'est pas pour autant que je ne les respecte pas)

Ce qui prouve qu’au-delà des mots, on arrive à se comprendre, mais c'est plus simple en employant les bons mots ! Merci pour le rectificatif.

 

Oui la turbulence atmosphérique, ce n'est même pas la peine d'en parler , pas plus que les optiques adaptatives, ni même les télescopes spatiaux.

Les microscopistes ne sont pas à la recherche de sites d'observation. Le 6 mètres soviétique (LOMO) est largement dépassé par des télescopes beaucoup plus modestes, mieux situés.

Un microscope  au Chili ou même dans le vide fonctionnera de la même manière que dans votre cuisine.

Observer des planètes et des étoiles n'est pas la même chose que d'observer dans un microscope.

 

A chaque discipline ses problèmes et il n'est pas bon de tout mélanger. Comparer oui, pas mélanger.

Rayleigh , ce n'est pas Abbe ! Même si les formules  se ressemblent, les critères sont différents, mais de toute façon subjectifs.

Alors, on essaye de faire coïncider la théorie avec l'expérience. 

 

Resolvant.jpg

 

Amicalement.


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#2 jmaffert

jmaffert

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Posté 09 février 2019 - 12:04

Le critère de résolution d'Abbe (ou de Rayleigh) est valable :

1 quand on est limité par la diffraction et

2 quand on observe deux points lumineux d'égale intensité sur fond noir

 

Il est manifeste que ces deux conditions ne sont pas respectées dans le cas de l'observation au microscope : seuls les excellents objectifs sont pratiquement limités par la diffraction et deuxièmement on n'observe pas des points d'égale intensité sur fond noir.

 

Même en astronomie, comme le rappelle Jean-Marc d'autres phénomènes interviennent, comme la lumière parasite, les turbulences atmosphériques et le fait que l'on ne cherche pas seulement à séparer des étoiles, mais aussi à faire de l'imagerie. En plus, une des limitations principales est le manque de lumière (d'où les grands miroirs).

 

Il en ressort que ce critère d'Abbe n'est pas applicable en microscopie.

 

Le critère de Shannon / Nyquist n'est pas non plus applicable. Il s'applique à l'échantillonnage d'un signal pour en analyser le spectre (désolé, encore une ingérence de la transformée de Fourier). Il ne dit pas qu'il permet de reconstituer un signal sans dégradation.

 

La notion qui permet de traiter le problème de l'échantillonnage d'un signal pour le restituer avec une bonne qualité est celle de la fonction de transfert de modulation (FTM). Comme beaucoup de gens ne sont pas familiers avec cela, j'ai l'intention de détailler, mais ça me prendra un peu de temps. Je croyais avoir déjà mis quelque chose sur le site, mais je ne le retrouve pas.

 

Je rappelle que la norme pour l'audio professionnel est un échantillonnage à 192 kHz, ce qui correspond à plus de 10 fois les fréquences audibles. Ce n'est pas pour rien.

 

Cordialement


Modifié par jmaffert, 09 février 2019 - 12:48 .

  • 0

#3 Jean Marie Cavanihac

Jean Marie Cavanihac

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Posté 09 février 2019 - 01:17

Bonjour
Peut être ici?
Mhttp://forum.mikrosc...e/?fromsearch=1
Amitiés
JMC
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#4 Tryphon T

Tryphon T

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Posté 09 février 2019 - 01:33

Je croyais avoir déjà mis quelque chose sur le site, mais je ne le retrouve pas.

Oui Jérôme, 

 

http://forum.mikrosc...-vie-son-œuvre/

 

http://forum.mikrosc...-vie-son-œuvre/

 

j'ai l'intention de détailler, mais ça me prendra un peu de temps.

Tu peux toujours enrichir ce qui a déjà été dit.

 

Il en ressort que ce critère d'Abbe n'est pas applicable en microscopie.

Je rappelle que c'est Abbe et ses travaux qui a permis le développement rationnel de l'industrie des microscopes.

Ses travaux sont considérés comme fondamentaux et le point de départ  de toute une industrie chez Zeiss.

 

Alors, si le critère d' Abbe n'est pas applicable aux microscopes, qu'est ce qui l' est ?

 

Je ne suis pas d'accord avec ce que tu dis.

Le critère d' Abbe, ce n'est pas la formule. c'est juste le petit paramètre subjectivement applicable pour faire varier le résultat.

Le reste de la formule indique les relations entre les paramètres fixes comme les angles, les indices et les longueurs d'onde, le critère est variable.

 

Son utilité est grande, elle fixe un ordre de grandeur.

Il ne faut pas espérer voir des détails dix fois plus fins que ce qu'indique la formule, si c'est le cas, c'est qu'on doit être dans l'erreur. A l'inverse, quand les résultats ne sont pas à la hauteur, il faut revoir les conditions d'observation.

Mais au cours des années grâce aux progrès de l'optique industrielle, on obtient des résolutions qui dépassent légèrement ce que prédit Abbé et donc le critère est revu par les fabricants qui modifient la formule de base.

J'ai pu vivre ce glissement technologique .

 

Ensuite, ne mélangeons pas les sons et les images ! Je sais que la théorie l'autorise, mais ce n'est qu'une théorie. La pratique est certainement différente.

En théorie la microscopie électronique autorise des résolutions mille fois supérieure à celle de la microscopie photonique, dans la pratique, il y a encore du chemin à faire pour y arriver.

La théorie fixe un cadre, mais dans la pratique de nombreux autres problèmes se posent. 

La théorie est utile, mais la pratique, c'est une autre histoire.

 

Amicalement.


Bonjour Jean-Marie,

 

En effet, c'est cela, j'ai vu arriver ta réponse juste avant que je poste la mienne plus longue.

 

Amicalement.


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#5 Tryphon T

Tryphon T

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Posté 16 février 2019 - 05:57

Bonjour à tous,

 

J'ai lu et relu quelques pages sur la Fonction de Transfert de Modulation  (FTM, à ne pas confondre avec FTM !) et je n'ai pas tout compris de la pratique.

La théorie, c'est OK, mais aucune application pratique n'est nulle part décrite.

Je suppose qu'il faut être  dans une grosse entreprise avec un secteur R&D ou une Université pour avoir affaire à ces machines extrêmement coûteuses.

Ces machines semblent assez universelles et dans la pratique, je n'ai jamais vu que des résultats provenant du test d' objectifs photographiques et dont le nombre de modèles et de fabricants est considérable.

 

A la limite, la théorie, ou l'étude d'objectifs photographiques n'apporte rien à notre pratique des microscopes.

De plus les objectifs de microscope se déclinent en un très petit nombre de variétés ou familles, sortant la plupart du temps des mêmes usines.

 

Je me demande donc si posséder un banc de FTM est bien utile pour se rendre compte de la qualité des quelques objectifs que nous possédons.

Si j'ai bien compris, la FTM permet de mesurer la résolution d'un objectif (de microscope!) et son contraste . 

En plus on peut avoir une idée de certaines aberrations, mais est-ce vraiment utile?

 

C'est pour ces raisons que je me suis demandé si des moyens plus démocratiques et tout aussi efficaces existaient ? (Et je crois que oui. )

On teste déjà la résolution avec des objets-test comme les frustules de diatomées, certaines écailles de papillons ou certains détails de carapaces d'insectes.

Il existe par ailleurs un dispositif qui se monte sur tout microscope, appelé stigmatomètre LENOUVEL et rejoint un petit peu la FTM.

 

Pour le contraste, j'ai une bien meilleure idée qui à mon avis ne coûte pas bien cher et qui pourrait être utilisée par tous.

 

J'y travaille en ce moment.

 

Amicalement.


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#6 jmaffert

jmaffert

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Posté 17 février 2019 - 08:00

Bonsoir,

 

je n'ai pas écrit qu'il fallait acheter un banc de mesure de FTM pour utiliser son microscope ! :)

 

J'ai dit que le bon critère de mesure de la qualité d'un objectif était la FTM et pas la formule d'Abbe et que simplifier en disant que la résolution est égale est 0,64 lambda/ON est un peu exagéré. Cette formule s'appliquerait si on utilisait des objectifs limités par la diffraction, ce qui n'est pas le cas de tout le monde, loin de là, et qu'on observait des points brillants sur fond noir.

 

La limite de résolution est en fait atteinte quand la FTM résiduelle est d'environ 5% qui correspond à peu près à notre limite de perception. Q'est-ce-qui réduit la FTM ? (Rappel, la FTM résultante est le produit des FTM) : le fait que l'objet observé n'a pas un contraste de 1, la FTM de la diffraction, la FTM des aberrations de l'objectif et des oculaires et enfin la FTM du capteur qui sert à enregistrer l'image.

 

Pour ne pas dégrader la FTM des éléments que l'on ne peut pas modifier, c'est-à-dire le microscope lui-même, il importe que la FTM du capteur soit aussi près que possible de 1. Cela n'est obtenu qu'avec un échantillonnage important des détails que l'on souhaite observer.

 

L'observation de diverses diatomées correspond quasiment à un test de FTM (bien que le contraste de l'objet ne soit pas de un). Un logiciel qui permet de faire des coupes d'intensité dans l'image enregistrée donne le taux de modulation. Voir image ci-dessous, en contraste de phase, avec coupe en intensité selon flèche bleue.

 

Modulation.jpg

 

Cordialement


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#7 Tryphon T

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Posté 18 février 2019 - 07:37

Bonjour Jérôme, tous,

 

(Je voudrais d'abord préciser que ce que je recherche, ce n'est pas de polémiquer sur des notions qui font fuir les membres du forum, mais de trouver des trucs, astuces, outils qui permettent  de mieux comprendre et pratiquer la Microscopie.)

 

Je suis d'accord avec toi, la formule d' Abbe n'a jamais été faite pour juger de la qualité d'un objectif de microscope. elle donne la limite théorique de résolution d' un objectif dans sa meilleure utilisation et à condition qu'il soit déjà de bonne qualité.

Il n'est donc pas question de mesurer la FTM de nos objectifs, nous n'en avons pas les moyens, n'en parlons plus.

L'objectif de microscope aura à l'achat un certain nombre de qualités et défauts qu'il est utile de connaitre surtout s'il est passé entre des mains non qualifiées.

La FTM renseigne sur plusieurs points .

Les aberrations: en faisant une mesure en différents points du champ, on peut se rendre compte si les propriétés sont isotropes. Sur ce point, il n'y a pas grand chose à faire, il faut faire ses choix à l'achat.

La résolution : elle peut être mesurée avec des mires et un appareillage de FTM inabordable . Ou avec de simples lames d'objets Tests .

Le contraste : C'est (hors FTM) une donnée 100 % subjective. Je ne sais pas concrètement comment un banc FTM présente la valeur du contraste, je suppose en % ?.

Comment le mesurer très facilement et gratuitement, j'ai une solution.

 

Taux-2.jpg

 

Peut-on, d'après ta courbe, considérer que F est la fréquence = résolution et C le Contraste ?

 

Un logiciel qui permet de faire des coupes d'intensité dans l'image enregistrée donne le taux de modulation. Voir image ci-dessous, en contraste de phase, avec coupe en intensité selon flèche bleue.

(Pour moi, le Taux de Modulation, c'est autre chose.)

 

Amicalement.


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#8 jmaffert

jmaffert

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Posté 18 février 2019 - 12:06

  F est effectivement la fréquence, mais le contraste c'est Lmax-Lmin / (Lmax + Lmin), L étant la valeur du signal. Le contraste est une valeur sans dimension, mais on ne peut pas vraiment dire qu'elle est subjective : ça se mesure. (Taux de modulation était une image, pas un terme précis dans ce contexte.)

 

Sur le dessin ci-dessus, avec Lmin = 90 et Lmax = 170 environ, on a un contraste de 80/260 = 31%, ce qui est très bien. Le contraste de phase a augmenté le contraste et on n'est pas en limite de résolution.

 

J'ai peut-être été pessimiste sur la limite de perception du contraste : certaines sources disent que 2% est la limite de perception.

 

Cordialement


Modifié par jmaffert, 18 février 2019 - 12:09 .

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#9 Tryphon T

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Posté 18 février 2019 - 01:45

Merci pour les explications.

 

Pour moi, le contraste d'une image était la simple différence entre le point le plus lumineux et le point le moins lumineux.

C= Lmax-Lmin 

 

A quoi sert-il de diviser le résultat par la somme des deux valeurs ? (Lmax + Lmin)

Merci d'éclairer mon ignorance .

 

 

(Valeur du contraste) ... mais on ne peut pas vraiment dire qu'elle est subjective : ça se mesure

C'est surtout l'impression que l'on a quand un photographe regarde une photo, il évalue la différence entre les "ombres" et les "lumières" comme d'un autre côté, il évalue le "piqué" (résolution)

J'ai toujours entendu dire : cette photo a du piqué ou a trop de contraste ! Ce que j'ai toujours trouvé très subjectif.

C'est la raison pour laquelle je propose aussi de mesurer ses valeurs.

Comme tu dis ; "ça se mesure", quelle methode préconises- tu ? Autrement dit, comment a été obtenue la sinusoïde?

 

Amicalement.


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#10 jmaffert

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Posté 18 février 2019 - 05:12

Le fait de diviser par Lmax + Lmin sert à normaliser, comme on ne connait pas l'unité de L. Supposons que ce soit des milliVolts si Lmax vaut 272 et Lmin 148, Lmax -Lmin vaut 124, mais 124 quoi ? Un contraste de 124 mV, qu'est-ce-que ça veut dire ? Si je met un amplificateur derrière qui double les valeurs, cela augmenterait la valeur du contraste !! En divisant par Lmax + Lmin, on élimine le problème d'unité ou d'amplification dans la chaîne. Le contraste est sans dimension, au sens des équations aux dimensions de la physique.

 

Dans le cas d'un signal noir et blanc, le noir vaut 0 et le blanc peut avoir n'importe quelle valeur selon le moyen de mesure. En faisant le calcul on aura Valeur - 0 /(valeur + 0) = 1, ce qui est la valeur maximale du contraste.

 

La sinusoïde de mon image vient du logiciel de mesure de ma caméra qui donne en plus de la valeur en µm de la longueur du segment, les valeurs de l'intensité lumineuse le long du segment et sa longueur en pixels.

 

On pourrait croire que cette fonction est répandue, mais cela n'a pas l'air d'être le cas.

 

Cordialement


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#11 Tryphon T

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Posté 18 février 2019 - 06:41

OK,

Donc pour moi, la division ne se justifie pas, puisque nous avons 256 valeurs (8  bits) .  Blanc =255  Noir =0. 

La différence entre les blancs et les noirs donne le contraste. 

Si on a 2 surfaces  (ou 2 pixels) une à  100 , l'autre à 300 le contraste sera de 200 . ( On peut éventuellement diviser le résultat par 250, ce qui donnerait  0.8, ou l'inverse selon les goûts))

Le maximum de contraste sera de 255 . Le minimum 0.

C'est suffisant pour comparer deux objectifs si on garde le même éclairage et le même sujet, 

On peut évaluer aussi l' absorption si on mesure la lumière avec ou sans objectif, sans changer l'éclairage et le sujet. 

 

Amicalement.


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#12 jmaffert

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Posté 18 février 2019 - 08:28

Il vaut mieux ne pas changer les définitions que connaissent la plupart des gens. Le contraste maximum (blanc /noir) est de 1. Les contrastes vont donc de zéro à un, ce qui fait qu'on les exprime souvent en %.

 

Dans mon exemple, si on réduisait le temps de pose par 2, les valeurs de Lmin et Lmax seraient réduites par 2. Si tu ne normalises pas en divisant par Lmin + Lmax, le contraste serait fonction du temps de pose ! ce qui n'est pas le cas.

 

Ou il pourrait dépendre du nombre de bits de la numérisation...ou de la sensibilité du CCD...

 

La normalisation est une opération nécessaire pour avoir une grandeur sans dimension (au sens des équations aux dimensions de la physique).

 

Cordialement


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#13 Tryphon T

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Posté 19 février 2019 - 10:05

Il vaut mieux ne pas changer les définitions que connaissent la plupart des gens. Le contraste maximum (blanc /noir) est de 1. Les contrastes vont donc de zéro à un, ce qui fait qu'on les exprime souvent en %.

OK çà marche.

 

Maintenant, pour avoir le contraste moyen d'une matrice de pixels, il faut convertir les couleurs en niveaux de gris et faire la moyenne.

Seulement, ici se pose un nouveau problème.

Est-ce qu'on fait une moyenne arithmétique ou une moyenne pondérée???

La question est plus que philosophique.

Le contraste de l'oeil n'est pas le contraste du capteur, mais d'un autre côté l'objectif est un objet physique (matériel) qui se moque de l' observateur.

L’œil pondère les couleurs en attribuant à certaines plus de valeurs que d'autres, c'est la subjectivité partagée (ici par les humains)

Ainsi, il existe deux recommandations pour la pondération des couleurs:

 

Gris = 0.2125  de Rouge +  0.7154  de Vert  + 0.0721 de Bleu 

Gris = 0.299    de Rouge +  0.587    de Vert  + 0.114   de Bleu

Que l'on observe l'image en lumière naturelle ou sur un écran . La seconde formule tient compte du gamma de l'écran.

 

Le programme est bouclé, mais cela aboutit à plusieurs résultats (ou types de contraste) si on moyenne chaque couleur séparément (sans pondération) ou si on passe par une image en niveau de gris de manière pondérée.

 

Amicalement.


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#14 jmaffert

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Posté 19 février 2019 - 10:27

Je suis d'accord, il y a un vrai problème quand on veut comparer des capteurs qui n'ont pas la même réponse spectrale (CCD et oeil).

 

Je n'ai aucune idée de la transformation que fait le logiciel de ma caméra (couleur) quand il trace cette courbe d'intensité...

 

Cela dit si on ne veut faire que des mesures comparatives, ce n'est peut-être pas très important.

 

Cordialement


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#15 jmaffert

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Posté 19 février 2019 - 05:11

 Quelqu'un connaitrait-il un logiciel simple (pas Mathlab !) pour afficher la valeur RGB d'un pixel d'une photo ou les valeurs le long d'une ligne ?


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#16 Tryphon T

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Posté 19 février 2019 - 07:16

Oui,

C'est ce que j'ai fait. Pas pour une ligne, mais je peux l'ajouter .

 

Amicalement.


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#17 JML

JML

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Posté 19 février 2019 - 08:40

Bonjour

La mesure "profile" est présente dans tous les sorts d'imagerie.

C'est une fonction basique dans Image J ( téléchargement gratuit)
Cordialement
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#18 Jean-Luc Bethmont (Picroformol)

Jean-Luc Bethmont (Picroformol)

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Posté 20 février 2019 - 04:06

Bonjour

le logiciel IRIS (pour l' astronomie) permet d' avoir des profils de photométrie et de décomposer les images couleur en RGB. Voir par exemple:
https://millimagjour...otometrie-iris/
Sinon pour la mesure d' un contraste local la formule Lmax-Lmin/Lmax+Lmin convient bien mais je suis dubitatif sur le fait qu' elle puisse être utile pour la mesure du contraste global ?
Cordialement,
Jl
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#19 Tryphon T

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Posté 20 février 2019 - 08:00

Bonjour Jean-Luc, tous,

 

 je suis dubitatif 

Si tu mesures le contraste local, tu auras la mesure du contraste local.

Et si tu mesures le contraste global, tu auras  le contraste global (de toute l'image).

Si tant est que le contraste global fourni par l'objectif sous certaines conditions d'éclairage peut servir à caractériser l'objectif du microscope, c'est donc le but que je me suis fixé.

Les logiciels de retouche et de traitement n'ont pas besoin de cela et c'est pourquoi ils ne mesurent pas le contraste de l'objectif.

 

 

Amicalement.


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#20 jmaffert

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Posté 20 février 2019 - 08:53

Quand on regarde un objet modulé en intensité, comme une mire ou une diatomée, plus la fréquence spatiale est élevée ( = détails plus petits), plus le contraste diminue (ce qui est le cas aussi si l'objectif est moins bon). Le but ici est de mesurer le contraste de l'objet observé, comme je l'ai décrit dans la coupe en intensité de diatomée présentée ci-dessus.

 

Il s'agit donc bien de mesurer un contraste très local.

 

Le contraste global n'a pas grand sens à moins qu'on observe un objet qui couvre tout le champ d'une façon identique.

 

Merci à JML, j'ai téléchargé Image J. Voici un profil de la même zone de la diatomée :

 

Capture d’écran 2019-02-20 à 08.47.50.png

 

C'est mieux pour faire du quantitatif.  Contraste mesuré ici : 170-105/(170+105)= 24% environ, mais je ne sais pas comment le logiciel calcule une "gray value" à partir d'une image couleur.

 

Cordialement


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#21 Tryphon T

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Posté 20 février 2019 - 09:16

je ne sais pas comment le logiciel calcule une "gray value" à partir d'une image couleur.

Jérôme,

 

J'ai répondu à cette question :

 

Gris = 0.2125  de Rouge +  0.7154  de Vert  + 0.0721 de Bleu 

Gris = 0.299    de Rouge +  0.587    de Vert  + 0.114   de Bleu

 

Seulement tout cela est subjectif.

 

Le contraste global n'a pas grand sens à moins qu'on observe un objet qui couvre tout le champ d'une façon identique.

C'est toi qui le dit, je pense le contraire. Tu es trop influencé par tes mires de FTM.

 

Le choix d'une seule  zone a mesurer est 100% subjectif , chacun choisira la zone qu'il préfère ou qu'il croit la plus représentative de l'image !

La mesure globale du contraste (1) au contraire est objective, elle mesure objectivement (sans aucune intervention humaine ou choix humain ) l'image fournie par l'objectif et non une zone restreinte qui aura été choisie pour flatter l'utilisateur.

J'irais encore plus loin en calculant le contraste global de l'image en couleur et non en gris.

 

Amicalement.

 

(1) Désolé, on ne trouve pas cela dans les livres. Au risque de me tromper, c'est ce qui s'appelle avancer.


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#22 jmaffert

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Posté 20 février 2019 - 10:18

J'ai dit que je ne savais pas comment ce logiciel (Image J) calculait un niveau de gris. Tu me réponds en me donnant deux formules différentes qui ne s'appliquent pas forcément au logiciel Image J. Tu n'a donc rien répondu du tout.

 

Le contraste global n'a aucun sens, sauf pour un aspect esthétique chez un photographe. Ce ne peut en aucun cas constituer une mesure :

 

1  Dans une image composite, il a des zones avec du contraste et d'autres sans. Que signifie un contraste moyen ?

2  Le contraste dépend fortement de la mise au point or tu sais bien qu'on ne peut pas avoir tout net au microscope. Une très légère variation de la mise au point changera complètement la valeur. Déjà en sélectionnant une toute petite zone, il est difficile de reproduire la mesure. Comme je le disais, un contraste global n'aurait de sens qu'avec un objet homogène qui couvrirait tout le champ (par exemple observation d'un réseau)

3  Comme chacun sait, le contraste dépend de l'ouverture du diaphragme d'ouverture. Un mesure n'est donc valable que si son ouverture est toujours la même

4  Concernant une sorte de FTM, la mesure du contraste n'a d'intérêt que pour des fréquences spatiales élevées qui ne sont présentes qu'en certaines zones du champ. Il ne s'agit pas de "flatter l'utilisateur" mais d'utiliser ce type de mesure pour approcher des performances limites de l'objectif.

 

Je ne crois pas à ton approche, mais je serai intéressé de voir des résultats, avec le mode opératoire.

 

Cordialement


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#23 Tryphon T

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Posté 20 février 2019 - 10:48

J'ai dit que je ne savais pas comment ce logiciel (Image J) calculait un niveau de gris. Tu me réponds en me donnant deux formules différentes qui ne s'appliquent pas forcément au logiciel Image J. Tu n'a donc rien répondu du tout.

Ouh là là !

 

Je ne sais pas comment fait image j  mais il existe des recommandations internationales  concernant les images TV Vidéo ou photographiques.

C'est le problème avec les logiciels du commerce (ou gratuits !) : on ne sait pas ce qu'il y a dedans !

Ce sont les recommandations  UIT-R BT 709, 601 et 2010

Si Image j fait une simple moyenne (non pondérée), c'est son problème, mais on ne le sait pas.

D'où l'intérêt de créer ses propres outils.

 

Le contraste global n'a aucun sens,

C'est ton opinion et je ne la partage pas.

 

Amicalement.

 

Ah, j'oubliais, Gris = etc mesure la Luminance (donc subjectivité, d'où mes interrogations "philosophique".)


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#24 jmaffert

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Posté 20 février 2019 - 11:47

"Ah, j'oubliais, Gris = etc mesure la Luminance (donc subjectivité, d'où mes interrogations "philosophique".)"

 

Ce n'est pas une luminance, qui caractériserait l'énergie émise par une source, mais un éclairement, qui correspond à l'énergie surfacique reçue par un détecteur.

 

Concernant Image J, j'ai la réponse à ma propre question :

 

Capture d’écran 2019-02-20 à 12.14.11.png

 

Cordialement


Modifié par jmaffert, 20 février 2019 - 12:24 .

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#25 Tryphon T

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Posté 20 février 2019 - 02:06

Euh ,  pas d'accord .

Un pixel "émet" de la lumière, il n'en reçoit pas.

En fait, il n'émet rien puisqu'il est virtuel (il n'existe pas physiquement), mais il contient l'information de luminance pour chaque couleur primaire.

Pour avoir l'éclairement produit par un pixel, il faudrait mesurer l'énergie reçue par le capteur (rétine ou capteur électronique) .

Le pixel n'est toutefois qu'un élément (virtuel) d'une chaîne  d'éléments réels et chaque élément transporte l'information issue d'un élément précédent.

Le codage d'un pixel est donc le résultat d'un éclairement reçu par un capteur, transformé en information virtuelle ( Pixel :ni éclairement ni luminance !), qui a son tour sera la source pour produire une luminance reçue à son tour comme un éclairement  et re transformée par la rétine en information virtuelle traitée par le cerveau.

 

Concernant Image J, j'ai la réponse à ma propre question

 

D'après la documentation Image j, c'est donc soit une moyenne arithmétique, soit une moyenne pondérée selon la recommandation 601 utilisée comme standard pour la télévision analogique Hertzienne.

Mais si tu choisis la moyenne pondérée, tu crées l'équivalent d'une luminance.  La pondération est justement pour donner au signal la valeur que devrait recevoir l'oeil.

Comme je disais plus haut, il y a  plusieurs choix ! 

 

Si cela te convient, tu fais tes courbes avec Image j, et tu choisis arbitrairement la partie de l'image qui te convient.

 

Amicalement.


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#26 jmaffert

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Posté 20 février 2019 - 04:46

Le pixel est une valeur numérique (ou trois si on considère les trois couleurs) représentative de l'éclairement reçu par le photosite du CCD. Il ne contient aucune information de luminance, mais une information d'éclairement.

 

Chaque détecteur transforme un éclairement (mesuré en watt / m2) en une tension exprimée en volts. En n'oubliant pas que la sensibilité du détecteur dépend de la longueur d'onde. Cette tension, souvent amplifiée, est transformée en une valeur numérique, codée sur un certain nombre de bits. Le pixel représente donc une valeur d'éclairement et rien d'autre.

 

Il n'y a aucune information de luminance là-dedans. Un pixel n'émet rien, ne produit rien, c'est un nombre.

 

Tu devrais revoir une définition de la luminance, qui est une mesure de l'émission d'une source lumineuse. C'est une fonction de la longueur d'onde et s'exprime en watts / m2 / stéradian;

 

"et tu choisis arbitrairement la partie de l'image qui te convient" : pas exactement, je choisis la partie de l'image où se trouve un objet qui a une fréquence spatiale que je veux tester.


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#27 Tryphon T

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Posté 20 février 2019 - 05:52

Dur dur avec toi.

 

Un pixel est virtuel. En informatique ce serait une variable qui code une information représentant une valeur en entrée .  (Le pixel représente une valeur en provenance d'un capteur.)

Mais si tout s’arrêtait ici, il ne servirait pas à grand chose.

La suite logique, c'est que cette valeur sert à générer un point lumineux .

Point lumineux -> PIXEL ->  Point lumineux

Un pixel n'émet rien, ne produit rien, (c'est un nombre) je suis bien d'accord, mais il n'absorbe rien non plus !

 

"En fait, il n'émet rien puisqu'il est virtuel

Le pixel n'est toutefois qu'un élément (virtuel) d'une chaîne  d'éléments réels "

 

Pour la luminance et l'éclairement :

Le pixel reçoit donc une information correspondant à l'éclairement .

Mais ensuite ce signal sert à constituer la luminance.

 

"En technique vidéo couleur, le signal de luminance ou luma, couramment nommée luminance, est la partie du signal, commune avec la vidéo noir et blanc, qui transporte l'information de luminosité de chaque élément de l'écran. La luminance est associée au signal de chrominance ou chroma, couramment nommée chrominance, la partie du signal qui transporte l'information de couleur"

  Qu'est ce que la recommandation CIE 709 ?

 

La recommandation 709 est utilisée comme standard pour la télévision HDTV.

La luminance est calculée Gris = 0,2125 * Rouge + 0,7154 * Vert + 0,0721 * Bleu

 

 

https://www.itu.int/...10-I!!PDF-F.pdf

 

Amicalement.

 


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#28 jmaffert

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Posté 20 février 2019 - 06:40

pixel est la contraction de picture element. Cela n'est pas un point lumineux. Cela n'a rien de virtuel (obsession !). C'est un point d'une image numérique. Donc une valeur (ou trois en couleur, ou 4 en imprimerie) et c'est tout. La valeur est celle d'un éclairement  ou celle d'un dessin.

 

Ensuite on en fait ce qu'on veut. On peut visualiser une image sur un écran ou en l'imprimant, on peut aussi ne pas la visualiser, on peut faire du traitement d'image, faire des calculs avec les valeurs des pixels sans jamais rien voir. Il y a autre chose à faire avec des images que de les visualiser et sur un écran en plus ! Tu as une vision un peu restrictive de ce qu'on peut faire avec une image numérique.

 

Cordialement


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#29 Tryphon T

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Posté 20 février 2019 - 07:25

Merci, mais je sais ce qu'est un pixel.

 

Je n'ai jamais dit que c'était un point lumineux, mais que son origine est la-plupart du temps un point lumineux.

Il  n'y a pas plus sourd que celui qui ne veut pas entendre.

Un pixel qui est formé à partir d'un capteur dans le noir absolu, est toujours un pixel, mais il ne contient aucune valeur .

Le noir n'étant pas une couleur . Il code pour rien, et rien, c'est encore quelque chose pour le pixel....

Une image numérique où tous les pixels ont pour valeur zéro  est toujours une image numérique, mais entièrement noire.

Un pixel se réfère à un point lumineux et même si cela te gêne, il est virtuel, comme l'image du même nom, c'est à dire une vue de l'esprit.

Pour ce qui est de la vision restrictive, heureusement que tu es là pour élargir mon champ de vision. Merci.


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#30 jmaffert

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Posté 20 février 2019 - 08:29

En lisant ce que tu écris, je n'ai justement pas l'impression que tu sais ce qu'est un pixel :

 

"Un pixel "émet" de la lumière, il n'en reçoit pas." Bizarre...

"il contient l'information de luminance pour chaque couleur primaire" C'est faux, il contient une information d'éclairement (nous parlons toujours de prise de vue dans un microscope)

"Pour avoir l'éclairement produit par un pixel..."  Encore !

"Un pixel qui est formé à partir d'un capteur dans le noir absolu, est toujours un pixel, mais il ne contient aucune valeur" et les lignes suivantes, je ne vois pas bien ce que ça vient faire dans la discussion...à part enfoncer des portes ouvertes

 

"Virtuel", alors là j'aimerais bien que tu donnes ta définition de "virtuel", car j'avoue que je comprends pas à quelle sauce tu utilises ce mot. Est-ce-qu'un programme informatique est virtuel ? Est-ce-qu'une matrice (en mathématique) est virtuelle ? Est-ce-qu'une image numérique est virtuelle ?


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#31 jmaffert

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Posté 21 février 2019 - 08:25

Après ces discussions théoriques, j'ai fait un essai pratique limité. Matériel utilisé : Orthoplan, condenseur ON 0,9 réglé au 2/3 de l'ON du plus mauvais objectif. Trois objectifs 40x : S&H ON 0,65, Leitz NPL Fl ON 0,7 et Nikon Plan apo ON 0,95. Pendant les mesures, je n'ai touché ni à l'éclairage (ampoule quartz) ni à la préparation. Caméra Digiretina 16 utilisée en 16 Mpixels et 4 Mpixels. Objet observé : Pleurosigma angulatum. (Il y a eu un sujet de discussion sur elle  sur ce forum en 2004). Je n'ai pas cherché à faire la meilleure image possible, mais à voir l'influence de l'objectif et de la résolution de la caméra sur la modulation observable. Naturellement, aucun traitement d'image.

 

Meilleure image (avec Nikon et caméra 16 Mpixels), ainsi que modulation mesurée avec Image J :

 

P. angulata.jpg Capture d’écran 2019-02-21 à 20.04.35.png

 

Résultats

Objectif S&H FTM = 0 quelque soit le réglage de la caméra

Objectif Leitz FTM  de 3,3% avec la caméra réglée en 4 Mpixels et 4,5% avec la caméra réglée en 16 Mpixels

Objectif Nikon FTM de 8,8% avec la caméra en 4 et 16% avec la caméra en 16

 

Comme on pouvait s'y attendre, les meilleurs objectifs ont la meilleure FTM et un bon échantillonnage améliore la FTM.

 

Cordialement


Modifié par jmaffert, 21 février 2019 - 08:26 .

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#32 Tryphon T

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Posté 02 mars 2019 - 09:29

Bonjour,

 

Le contraste global, est plus universel à mon avis que les pseudos test de FTM.

Dans la pseudo-FTM, il fut trouver un échantillon qui se rapproche le plus possible d'une mire de FTM comme un test de diatomées.

Et en plus, il faut choisir (arbitrairement) une zone qui semble avoir le meilleur contraste.

A mon avis, le test de Diatomée est davantage lié à la résolution de l'objectif qu'à son contraste. Les deux étant liés bien évidemment.

Le contraste global prend une image quelconque dans son intégralité sans aucun choix personnel.

Comme le but est de tester, comparativement plusieurs objectifs de même grandissement, peu importe la qualité de l'image pourvu qu'elle soit identique, ainsi que l’éclairage du microscope, pour tous les objectifs.

J'ai donc développé un petit programme qui se charge de tout cela automatiquement.

Comme le nombre de points à analyser est très largement plus grand qu'un simple trait d'un pixel de large, sur une petite partie de l'image, le temps de traitement est bien entendu proportionnellement plus long.

Je cherche éventuellement (pour les gens pressés) un moyen de ne garder de l'image qu'un nombre réduit de surfaces représentatives de l'ensemble, selon la technique de l'échantillonnage statistique que je ne connais pas.

Le programme est très simple et m'a demandé une journée de développement, mais interrompue par la recherche d'un problème.

Dans ce genre de choses simples, ne vous fiez jamais aux apparences, le diable se cache dans les détails :

 

Refresh 150.jpg

 

L’exception est levée, il me reste juste à faire quelques tests quand j'aurais le temps.

 

Amicalement.

 

 

 


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#33 Jean-Luc Bethmont (Picroformol)

Jean-Luc Bethmont (Picroformol)

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Posté 02 mars 2019 - 03:40

Bonjour Tryphon,

Comme je l' ai déjà indiqué précédemment je ne pense pas que la formule qui définit le contraste ((Lmax-Lmin)/LMax+Lmin) puisse s' appliquer pour apprécier le contraste global d' une image.
Exemple si on prend 3 images en niveaux de gris ( pixels codés de 0 à 255)
La première entièrement noire sauf un pixel blanc
La seconde entièrement blanche sauf un pixel noir
La troisième entièrement grise (pixel à 128) sauf un blanc et un noir
Elles ont toutes un contraste égal à 1
Bien sûr nous n' avons pas ce type d' image en microscopie mais c' est pour le raisonnement.
Si nous avons des images identiques et de même nombre de pixel Il faut trouver un autre critère comme ,par exemple, la surface de l' histogramme ou le coefficient de variation attaché à la moyenne de la valeur des pixels.
Cordialement,
JL
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#34 jmaffert

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Posté 02 mars 2019 - 05:31

La formule que j'ai donnée sert normalement à calculer le contraste résiduel après tous les défauts de l'optique d'une mire de contraste 1 au départ (c'est à dire une alternance de noir et de blanc).

 

Si on part d'une "mire" de contraste inconnu au départ (type diatomée), la mesure ne peut servir qu'en comparatif de différents objectifs ou réglages, c'est ce que j'ai essayé de montrer ci-dessus. A basse fréquence spatiale, où la FTM est forte, la mesure du contraste n'a pas grand intérêt.

 

Attendons les résultats de Tryphon, mais j'ai peur  que le contraste mesuré "global" dépende tellement de la mise au point, de l'échantillonnage et de l'objet de départ (où intervient un choix personnel), qu'on ne puisse rien en déduire. On verra.

 

Je ne vois pas très bien quelle formule s'applique pour un "contraste global". J'espère que Tryphon nous le dira.

 

Cordialement


Modifié par jmaffert, 02 mars 2019 - 05:35 .

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#35 Tryphon T

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Posté 02 mars 2019 - 05:52

Bonjour,

 

@ Jean-Luc,:  il faut que je réfléchisse à ce que tu dis, je n'ai pas de réponse à te donner pour l'instant.

@ Jérôme : Si avec ton logiciel, tu recueille des résultats exploitables  provenant d'un segment de droite arbitrairement dessiné sur une image, je ne vois pas pourquoi on ne pourrait pas obtenir un résultat avec tous les pixels de l'image.

Toutes tes remarques sur la " la mise au point, de l'échantillonnage et de l'objet de départ (où intervient un choix personnel), " s'appliquent aussi ton trait et ta diatomée.

C'est bien évidemment un test comparatif comme je l'ai dit.

 

Amicalement.


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#36 JML

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Posté 02 mars 2019 - 05:57

Bonjour

En toute humilité, je dois dire que je ne comprends pas la notion de contraste global d'une image.
Je sais ce qu'est l'histogramme de distribution des niveaux de gris d'une image, je comprends que ponctuellement le contraste est lie à la résolution pour affirmer la discrimination de deux structures proches.
Le contraste peut dépendre de tellement de facteurs, et il est si facile de le modifier, (tous les logiciels le permettent), que je ne comprends pas la finalité de ce débat. J'ai sûrement sauté une étape.
La métrologie en microscopie porte sur l'analyse d'un certain nombre de paramètres, mais je n'ai jamais entendu parlé de cette notion de "contraste absolu".
Bien cordialement
Jean-Michel
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#37 Tryphon T

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Posté 02 mars 2019 - 06:07

Je viens de trouver cela  : il s'agit de l'aide Image J que je n'ai pas mais qui apparemment fait déjà ce que je suis entrain de faire.

 

"Les statistiques d'intensité ( moyenne, modale, médiane , minimale et maximale des gris, écart type et densité intégrée ) peuvent être effectuées sur des sélections de surface, de ligne et à points multiples. Avec des lignes, ces paramètres sont calculés à partir des valeurs des pixels le long de la ligne ( voir Plot profil [k] ↓ )."


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#38 Tryphon T

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Posté 02 mars 2019 - 06:20

@ Jean-Michel,

 

La formule d' Abbe nous donne une idée de la résolution que l'on peut attendre d'un objectif de microscope.

La FTM est plus complète mais inaccessible  au microscopiste amateur

Elle nous donne  un autre paramètre important, le contraste

 

J'avais  donc pensé depuis longtemps à mesurer le contraste global d' une image (pas du tout absolu).

Une  courbe d'intensité donnée par Jérôme qui est sensée représenter une FTM m'a relancé dans cette idée.

Les stries de diatomées équivalant (grossièrement ) à une mire FTM.

 

Bien entendu ce contraste servirait à comparer différents objectifs de même puissance.

Je viens de découvrir (voir le message précédent) que Image J donne des statistiques non seulement sur une ligne sélectionnée, mais aussi sur des surfaces.

donc mon idée ne semble pas aussi stupide que cela..

 

Quels résultats à en attendre ? Quelles interprétations leur donner?

Je ne le sais pas encore, mais au pire, cela m'aura donné l'occasion de faire un peu de programmation.

Qui ne tente rien n'a rien. 

 

Amicalement.


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#39 Tryphon T

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Posté 04 mars 2019 - 09:06

Bonjour,

 

(Par souci de clarté et pour retrouver plus facilement le sujet, j'ai séparé tout ce qui précède du sujet Flash Resolution Échantillonnage.  de Jean-Marc Babalian )

 

Je suis parti de la de la constatation suivante :

 

Les photographes nous disent subjectivement :

  • Cet objectif a du piqué . (= résolution )

ou bien, 

  • Cet objectif manque de contraste.

Et ils sont prêts à payer des fortunes pour des objectifs qui ont un meilleur piqué et un meilleur contraste.

Et de nombreux bancs d'essais sont là pour faire vendre du matériel au plus cher possible.

 

Heureusement la Science est là pour mettre de l'ordre sans le jugement des consommateurs et a inventé la FTM.

(Cherchez dans le forum, Jérôme nous en a longuement parlé )

 

Son intérêt est évident, mais quel microscopiste de base peut se payer une appareillage de FTM ?

D'un autre côté si un cerveau (même de photographe (   :) sans aucune malice ! ) peut conclure qu'un objectif est plus piqué ou contrasté qu'un autre, et ceci en se basant sur la simple vision d'un cliché, c'est que dans ce cliché, il y a suffisamment d'éléments pour arriver à cette conclusion, sans appareil coûteux, sans mire de FTM !

 

C'est pour cela que j'ai pensé à un logiciel qui analyse un cliché pour en retirer l'information qui aboutit à l'impression que nous avons, avec les photographes, que tel objectif, donne de meilleurs résultats qu'un autre. Et je me décarcasse donc comme d'habitude, pour apporter un plus au forum.

 

Amicalement.


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#40 jmaffert

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Posté 04 mars 2019 - 09:27

Mon sujet n'était pas tant sur la "FTM du pauvre" que sur l'échantillonnage, mais j'aurais dû donner des valeurs numériques. D'après Jean- Marc Babalian, Pleurosigma angulatum a 16 stries pour 10µm, donc une "longueur d'onde" de 0,7 µm. J'utilise un objectif 40x et un adaptateur 0,5 x, d'où un grossissement sur le plan du CCD de 20. La "longueur d'onde" est alors de 14 µm. La caméra a des photosites de 1,335 µm, le double quand elle est utilisée en mode 4 Mpixels.

Donc, dans le cas du mode 4 Mpixels, j'ai 5,2 échantillons par cycle (longueur d'onde) et dans le cas du mode normal à 16 Mpixels, 10,4 échantillons par cycle.

 

Je rappelle les résultats donnés ci-dessus :

Objectif S&H FTM = 0 quelque soit le réglage de la caméra, c'est à dire qu'on ne voit pas les détails

Objectif Leitz FTM  de 3,3% avec la caméra réglée en 4 Mpixels et 4,5% avec la caméra réglée en 16 Mpixels (presque 50% de mieux)

Objectif Nikon FTM de 8,8% avec la caméra en 4 et 16% avec la caméra en 16 (presque 100% de mieux)

 

On constate une nette amélioration du contraste (FTM) quand on échantillonne mieux, qui est ce que je dis depuis le début. Le critère de Shannon-Nyquist ne s'applique pas dans ce cas, car ce n'est pas son domaine. Depuis longtemps je préconisais 12 échantillons par cycle. On n'en est pas loin ici.

 

Tout ça ne sort pas d'un chapeau, mais est connu par moi par le calcul et l'expérience depuis longtemps (mais ce genre de physique n'évolue pas tellement dans le temps !).

 

Cordialement


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#41 Tryphon T

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Posté 04 mars 2019 - 10:12

Bonjour Jérôme,

 

Parlons de chiffres.

Première constatation : Les éditeurs conseillent de ne pas mettre (trop) de formules dans un livre, sachant que quand il y a une formule mathématique dans une page, 99 % des lecteurs tournent la page sans la lire.

Dans un autre domaine, un joggeur du dimanche n'essayera jamais de suivre un champion olympique de course à pied, qui le dépasse...

On voit que tu maîtrises bien les chiffres, mais je me demande si beaucoup ici te suivent.

De plus, si on enchéri sur les chiffes, cela va se terminer par une bataille d'expert (dont un , au moins moi, n'en est pas un) .

Je ferais la même remarque pour mes propres propos, parfois trop compliqués, mais je les réitère souvent sous une autre forme pour que le message passe mieux...

 

Quand tu dis, "On constate une nette amélioration du contraste (FTM) quand on échantillonne mieux, qui est ce que je dis depuis le début. " , je suis prêt à te croire, mais je me pose beaucoup de questions .

Sur le fait de passer d'un mode 16 Mpix à 4 Mpix avec ta camera. Est-ce que tu n'es pas entrain de réinventer l'eau tiède ? (on verra cela , j'espère, avec mon logiciel).

Avec une camera à 16 Mega tu as une disons bonne FTM et en passant à 4 Mega, une FTM moins bonne , n'est-ce pas une lapalissade? 

Mais tout cela ne nous dit pas quelles sont les limites de l'échantillonnage . Qu'en serait-il d'une camera de 32 Mpix ?

D'un autre côté, on sait que la résolution d'un objectif augmente avec son ON, mais qu'il y a deux limites, l'une physique , on ne sait pas faire  une ON de 10, de 20, de 100 !

Et d'un autre côté il y a une limite de Abbe liée elle à la nature physique de la lumière et aux "lois" de cette physique que l'on connait.

 

Tout ça ne sort pas d'un chapeau, mais est connu par moi par le calcul et l'expérience

Je suis tout à fait prêt à te croire et à répandre la bonne nouvelle , et être ton disciple.Ce serait une excellente nouvelle pour nos achats de matériel, nous serions sûrs de faire un excellent investissement.

 

D'un autre côté, ne disposant pas de banc FTM, je cherche à trouver un moyen pour confirmer ou infirmer tout cela (Sans préjuger du résulta dans un sens comme dans l'autre ) 

En commençant par comparer les objectifs avant de passer aux cameras.

 

Amicalement.


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#42 jmaffert

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Posté 04 mars 2019 - 11:48

Il ne me semblait pas avoir mis de formule...Il faut bien faire un peu de quantitatif sinon on reste dans le baratin général.

 

La discussion est partie dans "Flash résolution échantillonnage" et du tableau de Jean-Marc Babalian sur le nombre de points d'échantillonnage nécessaires pour bien capter l'image. J'ai alors contesté aussi bien le critère de Rayleigh/Abbe que celui de Shannon/Nyquist que l'on trouve sur ce forum et dans de nombreuses publications.

 

J'ai ensuite expliqué que la bonne mesure est celle de la FTM et que pour ne pas dégrader la FTM par une numérisation trop grossière, il fallait au moins 6 échantillons par "point de résolution" ou plutôt 12 échantillons par cycle.

 

Le test que j'ai fait confirme ces affirmations. Il y a une nette amélioration quand on passe de 5,2 à 10,4 échantillons par cycle de cette diatomée.

La tache de diffraction du meilleur objectif utilisé est de 1,22*lambda/2*ON, soit environ 0,32 µm en prenant lambda = 0,5 µm Un cycle selon le critère d'Abbe serait donc de 0,64 µm, qui n'est pas très différent du cycle de cette diatomée.

 

Pour les tenants d'un échantillonnage disons de 2,5 points par "point de résolution", cela devrait suffire. Ce que je dis c'est que ça ne suffit pas, comme le montre l'amélioration quand on échantillonne mieux.

 

Quelle est la limite ? Il n'y en pas vraiment. La FTM de la numérisation tend vers 1 si le pas tend vers 0, ce qui n'est guère possible. A partir d'un moment, le gain devient très faible. Je fixe, certainement arbitrairement, une bonne qualité à partir de 12 points par cycle. Le calcul est facile à faire : il suffit d'échantillonner une sinusoïde en intégrant par pas de plus en plus petits et de calculer le contraste résultant.

 

J'ai préféré faire une mesure plutôt que de donner un résultat de calcul qui aurait été contesté.

 

Cordialement


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#43 Tryphon T

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Posté 04 mars 2019 - 11:53

J'ai alors contesté aussi bien le critère de Rayleigh/Abbe que celui de Shannon/Nyquist que l'on trouve sur ce forum et dans de nombreuses publications.

On est  dans la même configuration : j'ai contesté l' image virtuelle que l'on trouve sur ce forum et de (TRÈS, pour ne pas dire toutes) nombreuses publications.

Bienvenue au club.

 

Amicalement.


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#44 jmaffert

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Posté 04 mars 2019 - 04:04

Pour compléter les mesures, le calcul.

 

J'ai pris une sinusoïde  calculée tous les trois degrés (courbe en bleu). Je l'ai ensuite moyennée par pas de 30, 60 et 120 degrés (respectivement points rouge, gris et jaune), ce qui correspond à un CCD qui échantillonne à 12, 6 et 3 points par cycle. Voir figure 1. On voit tout de suite que moins on échantillonne, moins on visualise les minimums et maximums de la courbe, c'est à dire qu'on baisse le contraste.

 

Fig 1.jpg

 

Il faut comprendre que le CCD additionne ce qui arrive sur chaque photosite. Chaque photosite reçoit donc une valeur moyenne de l'intensité. C'est ce que j'ai représenté sur la figure suivante où chaque marche d'escalier représente une valeur mesurée par le photosite.

 

Fig 2.jpg

 

On voit qu'avec un échantillonnage très faible (courbe jaune), on aperçoit la modulation. C'est relié au théorème de Shannon : si on fait la transformée de Fourier de ce signal on détectera bien la fréquence, mais la courbe est très mal représentée.

 

Si on applique maintenant la formule du contraste à ce qui sort du CCD, on obtient ces résultats :

 

fig 3.jpg

 

J'ai fait varier la phase, c'est-à-dire la coïncidence entre la sinusoïde et le CCD, car cela a un gros impact à faible échantillonnage. Les figures représentent le cas ou la phase est de 90°, soit 1/4 de cycle. On constate que, à 12 points par cycle, la FTM due au CCD est toujours supérieure à 95%, à 6 points par cycle, elle varie entre 82 et 95% , impact sensible à modéré. Enfin pour le très faible échantillonnage, il y a une influence notable de la phase,  et la FTM peut tomber à 50%. Si la qualité d'image est bonne au départ avec un bon objectif qui donne un bon contraste, ça restera supportable, mais si on est déjà en limite de résolution, le CCD ne captera pas ce qu'on voit à l'oeil.

Le critère de 12 points par cycle est donc justifié par les résultats de ce calcul. Aller au delà ne permettrait que de gratter peu d'amélioration, comme on est déjà entre 95 et 98 %.

 

Cordialement


Modifié par jmaffert, 04 mars 2019 - 04:13 .

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#45 Tryphon T

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Posté 05 mars 2019 - 10:02

Bonjour Jérôme,

 

Pour beaucoup, c'est comme du chinois.

Je vais essayer de dire, comment je décode  (en noir) tout ceci (en bleu).

Il ne faudra pas m'en vouloir si je me trompe. 

 

Pour compléter les mesures, le calcul. Tu veux dire le le calcul théorique et ton raisonnement ?

J'ai pris une sinusoïde ... Tu veux dire que tu as dessiné une sinusoïde, ce n'est pas une mesure, c'est en somme une courbe théorique?

Je l'ai ensuite moyennée par pas de 30, 60 et 120 degrés Tu veux dire que tu as encore tracé des points à partir de cette courbe théorique, ce ne sont toujours pas des mesures.

On voit tout de suite que moins on échantillonne, moins on visualise les minimums et maximums de la courbe, c'est à dire qu'on baisse le contraste. Ça, c'est ce que je disais, une lapalissade. Et cela ne veut pas dire que plus on échantillonne et plus on augmente le contraste.

 

On est en plein dans la théorie et on lui fait dire ce qu'on veut (jusque là, dans ta démonstration) .Supposons qu'un microscope avec un grossissement de 100 nous fait voir des détails de 1µ, cela ne veut pas dire (contrairement à la logique) qu'avec un grossissement de 1000, on verra des détails de 0.1µ et avec 10 000 des détails de  0.01µ. Il y a une différence entre la théorie et la pratique. C'est justement à la physique (à la science en général) de déterminer dans quel cadre on peut pousser les extrapolations...

 

Il faut comprendre que le CCD additionne ce qui arrive sur chaque photosite. (Disons le capteur, car les CCD ne sont qu'une catégorie de capteurs et de plus, en perte de vitesse..). Et puis qu'il additionne ou pas, pourvu qu'il donne une valeur. Toutefois, je comprends bien ce n'est pas une valeur relevée (réelle) mais une valeur théorique pour les besoins de la démonstration.

On voit qu'avec un échantillonnage très faible (courbe jaune), on aperçoit la modulation. Comme déjà dit, c'est une lapalissade , moins la balance est sensible et plus la pesée s'éloigne du poids réel.. 

C'est relié au théorème de Shannon : si on fait la transformée de Fourier ... Des grands mots pour dire une banalité. Plus la balance est précise et plus elle se rapproche de la réalité.

Si on applique maintenant la formule du contraste à ce qui sort du CCD, on obtient ces résultats : Il ne sort rien du CCD, puisque c'est un raisonnement et pas une mesure réelle. Comme tu calcules bien, on pouvait s'attendre à de tels résultats  mais il ne démontre pas si dans la réalité, on doit échantillonner deux fois plus que la fréquence, six fois plus ou 600 X plus !

 

Je suppose donc que tu as voulu nous montrer les bases théorique de l'échantillonnage, c'est très bien fait,  mais  cela ne nous dit pas à quel moment il faut s'arrêter d'échantillonner.

 

Je suppose que c'est le fil directeur qui t'a guidé ici : http://forum.mikrosc...pauvre/?p=71248

S'il n'y a rien a dire sur le raisonnement je ne suis pas certain qu'il en soit de même pour les mesures. C'est sur les mesures qu'il faudrait échanger.

 

Amicalement.


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#46 Jean-Marc Babalian

Jean-Marc Babalian

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Posté 05 mars 2019 - 11:06

Bonjour Jérôme, Tryphon,

 

Je trouve la démonstration très bien menée, et évidemment logique. En exagérant, si on avait juste un capteur qu'avec un seul photosite de 20mm x 20mm on aurait une image d'une diatomée = un gros carré gris, sans détails. Si on a un même capteur mais avec 20M de photosites, on aura une belle image de diatomée, proche de la vrai, et si on augmente encore le nombre de photosites, on se rapproche de plus en plus des 100% (ou du 1). Plus tu échantillonnes, plus tu te rapproches des vrais variations de contraste de la diatomée.

Je rejoins cependant Tryphon sur le fait que c'est une question de logique, mais ce que tu cherches à montrer c'est que par exemple, avec un échantillonnage de 6 on est à environ 85% de la "vrai image" de la diatomée.

Sauf erreur de ma part, je me demande si on n'oublie pas un élément important de ce montage, et qui est le projectif ? mais je me trompe peut-être ?

 

A+

 

JM


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#47 Tryphon T

Tryphon T

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Posté 05 mars 2019 - 11:59

Bonjour,

 

       A lire toutes ces discussions je comprends pourquoi j' ai toujours eu du mal avec l' optique (théorique) à commencer par la dualité onde/corpuscule (interprétation des fentes de Young etc...)

       Sur la figure n° 11, présentée par Tryphon, dénommée formation d' un objet virtuel il est écrit en rouge:

Le point A est un objet virtuel pour le miroir cela as-t-il une importance ?

Cordialement,

JL


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#48 jmaffert

jmaffert

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Posté 05 mars 2019 - 01:40

Pour Jean-Marc : le projectif est pris en compte dans les mesures que j'avais présentées auparavant. Où j'avais un objectif 40x et un projectif 0,5x, ce qui m'amenait à un grossissement effectif de 20.

 

Dans l'exemple théorique je compare l'échantillonnage à une image théorique,  succession de barres blanches et noires représentées par cette sinusoïde d'intensité.

 

Il n'y a rien d'extraordinaire dans cette explication théorique, mais j'ai l'impression d'être toujours contesté, donc j'essaie de donner des explication simples avec des dessins pour que la majorité comprenne.

 

Ce calcul, simple, permet de voir la baisse de contraste, donc de qualité, de l'image en fonction du nombre d'échantillons.

 

Cordialement


Pour Tryphon, ton texte commenté en rouge :

 

Pour beaucoup, c'est comme du chinois.

Je vais essayer de dire, comment je décode  (en noir) tout ceci (en bleu).

Il ne faudra pas m'en vouloir si je me trompe. 

 

Pour compléter les mesures, le calcul. Tu veux dire le le calcul théorique et ton raisonnement ? Oui c’est manifestement un calcul, donc théorique.

J'ai pris une sinusoïde ... Tu veux dire que tu as dessiné une sinusoïde, ce n'est pas une mesure, c'est en somme une courbe théorique? Exact, j’aurais aussi pu prendre une fonction créneau. Les résultats sont à peu près les mêmes.

Je l'ai ensuite moyennée par pas de 30, 60 et 120 degrés Tu veux dire que tu as encore tracé des points à partir de cette courbe théorique, ce ne sont toujours pas des mesures. Ici je parle d’un calcul, je n’ai pas parlé de mesures. Les mesures je les ai faites et présentées la semaine dernière.

On voit tout de suite que moins on échantillonne, moins on visualise les minimums et maximums de la courbe, c'est à dire qu'on baisse le contraste. Ça, c'est ce que je disais, une lapalissade. Oui, mais chiffrée. Et cela ne veut pas dire que plus on échantillonne et plus on augmente le contraste. Si, mais c’est qu’on appelle une asymptote : on tend de plus en plus lentement vers le contraste maximum qui est un.

 

On est en plein dans la théorie et on lui fait dire ce qu'on veut (jusque là, dans ta démonstration). NON, c’est un calcul sérieux, ce n’est pas n’importe quoi. Supposons qu'un microscope avec un grossissement de 100 nous fait voir des détails de 1µ, cela ne veut pas dire (contrairement à la logique) qu'avec un grossissement de 1000, on verra des détails de 0.1µ et avec 10 000 des détails de  0.01µ. Oui, mais complètement hors sujet. Il y a une différence entre la théorie et la pratique. Pas tant que ça sinon on n’irait pas loin. C'est justement à la physique (à la science en général) de déterminer dans quel cadre on peut pousser les extrapolations...Je n’extrapole rien, je calcule.

 

Il faut comprendre que le CCD additionne ce qui arrive sur chaque photosite. (Disons le capteur, car les CCD ne sont qu'une catégorie de capteurs et de plus, en perte de vitesse..). OK Et puis qu'il additionne ou pas, pourvu qu'il donne une valeur. Pas n’importe laquelle ! Toutefois, je comprends bien ce n'est pas une valeur relevée (réelle) mais une valeur théorique pour les besoins de la démonstration. NON ce n’est pas une valeur théorique pour démontrer n’importe quoi, c’est une valeur calculée.

On voit qu'avec un échantillonnage très faible (courbe jaune), on aperçoit la modulation. Comme déjà dit, c'est une lapalissade , moins la balance est sensible et plus la pesée s'éloigne du poids réel.. On peut dire ça, mais l’avantage de mon calcul est qu’il est quantitatif et ce n’est pas une simple impression.

C'est relié au théorème de Shannon : si on fait la transformée de Fourier ... Des grands mots pour dire une banalité. Plus la balance est précise et plus elle se rapproche de la réalité. Non je rappelais que le critère de Shannon ne s’applique pas au cas qui nous intéresse.

Si on applique maintenant la formule du contraste à ce qui sort du CCD, on obtient ces résultats : Il ne sort rien du CCD, puisque c'est un raisonnement et pas une mesure réelle. Comme tu calcules bien, on pouvait s'attendre à de tels résultats  mais il ne démontre pas si dans la réalité, on doit échantillonner deux fois plus que la fréquence, six fois plus ou 600 X plus ! Mais si, puisqu’on obtient une valeur quantitative du contraste (donc de la qualité) en fonction du taux d’échantillonnage.

 

Je suppose donc que tu as voulu nous montrer les bases théorique de l'échantillonnage, c'est très bien fait,  merci mais  cela ne nous dit pas à quel moment il faut s'arrêter d'échantillonner. Si : c’est un problème de rapport qualité/prix qui sort de la physique : si tu connais la courbe de la variation de la qualité avec, pour simplifier disons le nombre de pixels et la courbe du prix des caméras en fonction de ce même nombre de pixels, c’est à ton intelligence de choisir ce que tu estimes être le bon rapport qualité prix. Si tu es prêt à payer le double pour gagner 1% de contraste, c’est ton choix. Sans l’information en provenance du calcul, tu manques de données pour faire ton choix, à moins d’essayer toutes les caméras…

 

Je suppose que c'est le fil directeur qui t'a guidé ici : http://forum.mikrosc...pauvre/?p=71248

C’était la partie mesures faites la semaine dernière, qui complètent la partie théorique ou vice-versa.

S'il n'y a rien a dire sur le raisonnement encore merci je ne suis pas certain qu'il en soit de même pour les mesures. C'est sur les mesures qu'il faudrait échanger. J’attends tes commentaires


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#49 Jean-Marc Babalian

Jean-Marc Babalian

    Homo sapiens microscopicus

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Posté 05 mars 2019 - 03:45

Pour Jean-Marc : le projectif est pris en compte dans les mesures que j'avais présentées auparavant. Où j'avais un objectif 40x et un projectif 0,5x, ce qui m'amenait à un grossissement effectif de 20.

 

Dans l'exemple théorique je compare l'échantillonnage à une image théorique,  succession de barres blanches et noires représentées par cette sinusoïde d'intensité.

 

Il n'y a rien d'extraordinaire dans cette explication théorique, mais j'ai l'impression d'être toujours contesté, donc j'essaie de donner des explication simples avec des dessins pour que la majorité comprenne.

 

Ce calcul, simple, permet de voir la baisse de contraste, donc de qualité, de l'image en fonction du nombre d'échantillons.

 

Cordialement


 

 

 

 

Jérôme,

 

Non, non, je ne conteste pas, comme je le disais, je trouve ton raisonnement tout à fait logique, et limpide par les calculs.

Mais justement ce qui me chiffonnait, c'était bien ton projectif, mais là c'est ok je ne l'avais pas vu au dessus. 

 

Cdlt

 

JM


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#50 Claude Brezisky

Claude Brezisky

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Posté 05 mars 2019 - 06:41

Bonsoir,

 

Où j'avais un objectif 40x et un projectif 0,5x, ce qui m'amenait à un grossissement effectif de 20.

A mon avis, ce n'est pas bon, un projectif ne réduit pas le grossissement mais ramène l'image à la dimension du capteur.

Cordialement

Claude 


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