Auteur: Emmanuel Bigler
Date: 28-09-2009 10:51
Concernant les performances ultimes d'un scanner, je ne me prononcerai pas sur les tangos(TM) et autres modèles récents, mais je peux dire quelques mots du vieux micro-densitomètre Perkin Elmer qui est en référence ci-dessus.
Le système bien qu'archaïque a l'avantage de bien mettre sur la table de façon claire les questions dex limites de résolution et du nombre d'échantillons à enregistrer.
D'abord l'engin ne travaillait qu'en transmission, ce qui soulève des questions techniques pointues sur le type d'éclairage, en particulier quand on est en réflexion, comment çà marche, quelle est l'influence de l'éclairage, quid d'un support diffusant ou poli ? etc...
Dans le Perkin Elmer on est dans un système classique qui projette l'image d'une fente carrée et qui recueille la lumière dans une ouverture de même dimension (via un deuxième objectif de microscope, système à fentes conjuguées).
Le système est très lent car il ne lit qu'un point à la fois, au contraire des scanners modernes qui ont une barrette linéaire et où on peut faire l'acquisition d'une trame entière à la fois. Mais le système du micro-densitomètre permet d'atteindre des résolutions optiques latérales qui sont celles du microscope optique, disons plus de 500 cy/mm, et l'éclairage dirigé rend le taux de lumière parasite plus faible, me semble-t-il, que dans bien des scanners éclairés par une large source.
En revanche, il y très peu de photons disponibles, le balayage mécanique est d'une lenteur rédhibitoire par comparaison avec les scanners modernes, sans parler du scan couleurs en direct, pour le Perkin Elmer il fallait faire de la trichromie par 3 balayages successifs derrière les 3 filrtes de sélection.
La plus petite fente sur le Perkin Elmer c'est, ramené au niveau du film, 5x5 microns. En pratique c'était une fente réelle de 50 microns dont on fait l'image à travers une optique 10x, ou bien une fente de 100 microns à travers un 20x
La prise d'échantillons se fait par une table à mouvements croisés avec capteur de position absolu, avec une résolution d'adressage de 1 micron ; je dis bien résolution d'adressage car c'est déconnecté de la résolution optique, et je doute que la précision absolue de repositionnement soit meilleure que 3 microns, c'est ce qu'on a sur les machines modernes de mesure optique tri-dimensionnelle en salle climatisée, le Perkin Elmer conçu dans les années 60 ne peut pas faire mieux.
Pour l'effet de brouillage dû à une fente carrée de 5 microns, on peut montrer que la période de coupure est de l'ordre de 5 microns, soit 200 cy/mm, l'optique du microscope passe nettement plus que çà.
Donc en principe l'échantillonnage "théoriquement sans perte" doit se faire avec un pas deux fois plus fin, soit 2,5 microns, soit, comme par hasard, les 10000 échantillons par pouce dont nous parlons ici.
Autrement dit, dans un système à barrette où, le long de la barrette on ne peut pas échantillonner plus fin que le pas de grille des pixels, sauf à déplacer le capteur d'un-demi pas (voir capteur Sinar en prise de vue), on a un couplage fixe intangible entre le pas de grille des pixels et la période d'échantillonnage. L'ouverture effective de chaque pixel, l'équivalent de la fente d'analyse du micro-densitimètre, est une donnée que je n'ai jamais vu clairement mentionner dans les docs des scanners, mais je ne connais que les scanners-du-peuple.
Dans la direction de balayage, en revanche, il est "facile" d'échantillonner avec un pas deux fois plus fin que le pas de grille des pixels, rien ne l'empêche, et c'est même obligé si on veut tirer tout le parti de la numérisation.
Donc en résumé : si la période de coupure optique (effet combiné de l'objectif, de la fente d'analyse et du défaut de mise au point !!) est de 5 microns, ce qui correspond à une fréquence de coupure de 1000/5 = 200 cy/mm, soit environ 5000 cy/pouce, l'échantillonnage doit se faire deux fois plus fin soit à 400 échantillons/mm soit 10000 par pouce.
Il est parfaitement logique que 5000 cy/pouces sur le plan optique demandent 10000 échantillons par pouce à l'acquisistion, c'est la règle de base de MM. Nyquist & Shannon.
Ce fichu facteur 2 n'a pas fini d'empoisonner nos discussions !
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