Si l’on met à part le capteur Foveon qui équipe les appareils photo Sigma, tous les imageurs sont intrinsèquement monochromes, capables de saisir des niveaux de luminosité, mais pas les informations de chrominance. Et pourtant, les photos qu’ils produisent sont en couleurs ! L’astuce vient du filtre de Bayer (proposé par le Dr Bryce Bayer en 1976, une mosaïque de minuscules filtres, un par photosite) coiffant le capteur, avec une alternance de vert, de bleu et de rouge.

Tout se passe ensuite au niveau du processeur interne de l’appareil. Pour un photosite recouvert de rouge, il assume que, pour le pixel correspondant de l’image finale, il obtient directement la composante RVB qui définit sa couleur et va calculer les valeurs du bleu et du vert en se fondant sur les pixels qui l’entourent, qui fournissent le vert ou le bleu. Et ainsi de suite pour tous les points de l’image, sachant qu’il y a deux fois plus de filtres verts que des autres teintes, en raison d’une sensibilité maximale de l’œil pour cette couleur. D’ailleurs, les pixels verts servent aussi à définir la luminance de l’image.

Évidemment, ces filtres absorbent beaucoup de lumière. L’astuce de Kodak, déjà employée sur les projecteurs de technologie DLP qui usent d’une roue chromatique RVB pour générer les couleurs, consiste à intercaler des zones blanches. Elles laissent passer la lumière telle quelle, apportant, selon Kodak, un gain de sensibilité compris en 2x et 4x. Kodak indique qu’un avantage collatéral est de permettre des photosites de plus petite taille et d’augmenter la définition.

On croit rêver face à cet argument, quand on sait que pour les appareils grand public, la définition aurait sagement dû en rester à 6 ou 8 Mpxl, des valeurs largement dépassées par les 12 Mpxl qui déboulent sur le marché.

Kodak a développé de nouveaux algorithmes pour reconstituer l’image. Les pixels blancs fournissent le canal de luminance, tandis que les autres permettent d’y associer les couleurs. Plusieurs configurations des filtres sont proposées, adaptables tant aux capteurs Cmos que CCD. Elles permettent de moduler la puissance informatique nécessaire au traitement de l’image, pour aboutir à des images avec différents niveaux de précision. La nouvelle structure adoptée demande plus de sophistication en matière d’interprétation des couleurs, pour éviter des artefacts colorés au niveau des détails fins et des transitions de teintes.

Alors que l’analyse des couleurs et leur reproduction en vidéo et en informatique est de type RVB, ce système est plus proche de la perception visuelle. Cette dernière analyse la lumière avec les bâtonnets de la rétine et reconnaît la couleur avec les cônes.

Les premiers capteurs industrialisés seront disponibles pour échantillonnage en début d’années. Restera ensuite aux fabricants d’appareils photo à développer des modèles.

Kodak publie, sur son site cette photo qui montre le gain apporté par cette méthode. Ce cliché incite au commentaire, car des spécialistes comme Fujifilm arrivent à de meilleurs résultats à 1 000 Iso que celui publié par Kodak. Reste que le procédé sera sans doute bénéfique aux fabricants dont les méthodes de réduction de bruit sont les moins performantes, à commencer par Kodak, mais aussi Hewlett-Packard ou Ricoh. LK(15/06/2007)

Le site Kodak, en anglais, expliquant la technologie.