OBJET DE CE QUESTIONNEMENT :

Ayant appris l'existence d'un moyen d'évaluer les distances par comparaison des "noirs" en lisant l'enquête (remarquable) sur l'OVNI de Chambley, j'ai cherché à définir un moyen de déterminer la distance d'un objet à partir d'une photo numérique et de données sur l'environnement de cet objet et de mon matériel.
 

Autrement dit : le rapport d'enquête de l'Ovni de Chambley utilise une méthode basée sur la mesure du gris dans la zone la plus noire. Comment adapter cette méthode à mon matériel ?

On peut s'attendre à deux résultats :
- le décalage vers le blanc de l'image des objets lointains car les phénomènes de diffraction (effet de bord) et de diffusion dévient une part de lumière vers l'observateur. Des rayons lumineux atteignent l'œil en semblant venir de l'objet :
_Users_michelplantier_Documents_Perso_S_rieux_OVNI_Formation_enqu_te_Geipan_Techniques_d_analyse_Figure_1

- l'uniformisation des couleurs pour les objets lointain, puisque les rayons diffractés et/ou diffusés seront aléatoires, et donc le spectre perçu sera plus proche du blanc.

2 ETUDE PRELIMINAIRE

Mesures effectuées
J'avais pris des photos d'un hélico de l'autre côté de la vallée. M'inspirant de la méthode de Chambley, j'ai regardé l'analyse chromatographique  par le logiciel «aperçu» du point le plus sombre de zones d'ombres.

Résultats : (dans l'ordre : chiffre R, V, B)
arbre le plus lointain :     (122, 138, 170) moyenne : 143, variance : 597
arbre intermédiaire :     (88, 122, 143) moyenne : 118 ; variance : 770
arbres proches :    (57, 85, 108) moyenne : 83 ; variance : 652

Constat : la diffusion et la diffraction dans l'air ont tendance à uniformiser, à blanchir les couleurs des zones ombrées.

application : mesure de l'ombre sur hélico et sur câble HT :
hélico :    (56, 96, 135) Moyenne : 96 ; variance : 1560
câble :    (56, 78, 100) Moyenne : 78 ; variance : 484

Analyse :

Il apparaît que l'écart type entre les mesures des trois couleurs n'est pas une donnée pertinente. La moyenne (que je noterai désormais «moyenne RVB») semble cependant relativement bien corrélée à la distance, sur un même cliché.

3 ETUDE APPROFONDIE

3.1 But de l'étude :
Evaluer l'influence de différents paramètres : zoom, distance...

3.2 Programme de l'étude
Analyse comparative de résultats :
1) Photos «naturelle», légèrement zoomée, plein zoom (résultat théorique attendu : pas d'influence notable)
2) photos de points repérables pour tracer une courbe «moyenne RVB» en fonction de la distance (Résultat attendu : courbe proche d'une fonction en (1 - exp(d/λ))
3) sur plusieurs sites où coexistent des couleurs franchement différentes (rochers blancs et arbres verts par exemple) comparaison des ombres en fonction des couleurs d'origine, à distance égale. (résultat attendu : peu d'influence sur la moyenne RVB)
4) Sur un même cliché, dans des zones de la photo correspondant toutes à la même distance de l'objectif, et à des couleurs proches, faire la même mesure (résultat attendu : connaître la dispersion des résultats toutes choses égales par ailleurs)
Synthèse

A partir de cette étude, je pense être capable de connaître les limites de cet outil utilisé de manière très «amateur», mais simple.

3.3 Mesures
1 Effet du zoom
Photos étudiées : zoom 1 à 7 ; sous la falaise, légèrement à gauche, il y a une ombre longue. C'est cette ombre que nous étudierons. Nous chercherons à chaque fois le point le plus sombre (de plus faible moyenne RVB).

zoom_1 zoom_2 zoom_3 zoom_4  zoom_5 zoom_6 zoom_7

Zoom 1 est la vue «naturelle», zoom 2 à 7 correspondent à des grossissements croissants.
Zoom 1 : RVB = (13 ; 27 ; 10) ; moyenne RVB = 17
Zoom 2 : RVB = (12 ; 26 ; 11) ; moyenne RVB = 16
Zoom 3 : RVB =  (6 ; 19 ; 5) ; moyenne RVB = 10
Zoom 4 : RVB =  (0 ; 21 ; 17) ; moyenne RVB = 13
Zoom 5 : RVB =  (0 ; 15 ; 15) ; moyenne RVB = 10
Zoom 6 : RVB =  (0 ; 21 ; 23) ; moyenne RVB = 15
Zoom 7 : RVB =  (0 ; 17 ; 21) ; moyenne RVB = 9

On constate que, comparée à un champs étroit ( fort grossissement), la photo à champs large présente des extrêma plus élevés. ceci correspond au fait que 1 pixel sous champs étroit correspond à plusieurs pixels sous champs large : le champs large donnera une moyenne RVB correspondant à la moyenne de moyennes  RVB de plusieurs plusieurs pixels en champs étroit. 

Pour comparer une photo «naturelle» et une photo «zoomée», il faudra prendre la moyenne de plusieurs points sombres contigus sur la photo «zoomée».

Il vaut mieux, dans la mesure du possible, ne pas comparer de photos sous grossissements différents.

2 Effet de la distance
A partir de la photo «zoom 2»

zoom_2

Etudes des points repérables sur la carte, à peu près vus sous le même angle :

_Users_michelplantier_Documents_Perso_S_rieux_OVNI_Formation_enqu_te_Geipan_Techniques_d_analyse_Figure_2

Données non exploitable. Il faudra trouver un endroit où le nombre de distances différentes possible soient supérieures à 5

3 Effet d la couleur d'origine
Photo analysée : «Cézarches»

c_zarches

Pour limiter l'effet de la distance, on cherchera des ombres sur la diagonales passant par le chef-lieu (ligne descendant vers la droite, passant par le maximum de maisons)
Arbre sombre devant la façade éclairée de l'Eglise :  RVB = (55 ; 84 ; 110) ; moyenne RVB = 83
Ombre de l'Eglise sur l'herbe claire :  RVB = (55 ; 93 ; 116) ; moyenne RVB = 88
Toît de l'Eglise :  RVB = (25 ; 77 ; 92) ; moyenne RVB = 65
Grande maison blanche devant l'Eglise :  RVB = (57;89;120) ; moyenne RVB = 89
Toît 4 pentes «rouge» à droite de la photo : (38;80;114) ; moyenne RVB = 77
Eglise. L'ombre maximale se trouve au niveau des ouvertures. Il s'agit cependant bien de pierres, dont la teinte est la même que celle ds murs. RVB = (71 ; 102 ; 129) ; moyenne RVB = 101

L'effet de la couleur d'origine est loin d'être négligeable.


4 Dispersion des résultats
Sur la photo zoom 2, partant de la branche la plus à droite de l'arbre de gauche, mesures sur une horizontale, uniquement sur les ombres présentes dans la zone ensoleillée.
Valeurs mesurées :

_Users_michelplantier_Documents_Perso_S_rieux_OVNI_Formation_enqu_te_Geipan_Techniques_d_analyse_figure_5


Si on donne l'écart par rapport à la courbe moyenne (pour éviter l'effet d'éloignement) on obtient :

_Users_michelplantier_Documents_Perso_S_rieux_OVNI_Formation_enqu_te_Geipan_Techniques_d_analyse_figure_6

A noter : si on prend en compte la tendance liée à l'éloignement, on obtient un écart type assez faible.

Toutes choses égales par ailleurs (objet, couleur, éclairage), la moyenne RVB est un indicateur assez précis de la distance d'un objet.

3.4 Conlusion

La moyenne RVB étant définie comme la moyenne des intensités relevées pour les trois couleurs du pixel le plus sombre de l'image d'un objet, par le logiciel de lecture d'image «aperçu.app»,
le positionnement relatif d'un objet de couleur inconnue est assez imprécis, car sa moyenne RVB peut varier du simple au double en fonction de sa couleur.
Si sa couleur est connue, on peut assez précisément positionner l'objet par rapport à un environnement de couleur connue, en le comparant à des objets des couleurs supposées proches.

Il suffit pour cela d'examiner une zone d'ombre pas trop soumise à des sources de lumière secondaires.

La précision sur la distance mériterait d'être évaluée par une étude statistique. Je m'y attellerai plus tard, quand M. Ednat me redonnera des vacances (ne vous inquiétez pas, cela arrive souvent).


Michel Plantier