Traitementnumériquedusignaletdesimages

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Cours1Représenta6onnumériquedel’image

•  Généralités•  Composi0onetcaractéris0ques•  Codagedecouleurs:modescolorimétriques•  Typesd’image

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Qu'est-cequ'uneimagenumérique?

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Élémentd’image:pixel•  Uneimagenumériqueestcons0tuéed'unensembledepointsappelés

pixels(associa0ondumot“picture”et“element”enanglais,liDéralementun“élémentd’image”,abrévia0ondePICtureElement).

•  Unpixelreprésentelepluspe0télémentcons0tu0fd'uneimagenumérique.

•  L'ensembledecespixelsestcontenudansuntableauàdeuxdimensionscons0tuantl'image.

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Ladéfini6on

•  Ladéfini6onestlenombredepixelscons0tuantl’image.•  Ellereprésenteladimensioninforma0que:nombredepixelsenlargeuret

hauteur.•  Défini0on=nombredecolonnesxnombredelignes.•  Exemple:uneimagepossédant20colonneset20lignesauraune

défini0onde20x20.

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Larésolu6on

•  Larésolu6onestlenombredepixels(appeléspoints)contenudansunelongueurdonnée(enpouce).

•  Elleestexpriméeenpointsparpouce(PPP,enanglais:PPIPixelPerInchorDPIpourDotsPerInch).

•  Unpouceestuneunitédemesurebritanniquequimesure2.54cm.•  Larésolu0onpermetd'établirlerapportentreladéfini0onenpixelsd'une

imageetladimensionréelledesareprésenta0onsurunsupportphysique(écran,papier,etc...).

•  Quelquesexemplesderésolu0onsfréquemmentu0lisées:–  Ecrand’ordinateur:72dpipourun15’’en800x600–  Fax:engénéraleen200dpi–  Scannersgrandpublic:entre360et1400dpi–  Différentesrésolu0ond’impressionendpi/ppp

•  Imprimantes:entre360dpiet1400dpi.•  Matérield'impressionprofessionnel:auminimum4800dpi(impressiondequalitéetgarndestaillespourlesaffiches)

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Résolu6on:exemple

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•  Calculdelarésolu0onpouruneimage:•  Larésolu0ond’uneimageestcalculéeenfonc0ondesadéfini0onetdesa

taille.•  Résolu0on=défini0on/dimension•  Exemple:

–  larésolu0ond'uneimagede300x300pixelsmesurant3poucesparcoté=300/3=100dpi

Résolu6on:formule

Exercice:Calculerlarésolu0ondeceDeimage

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•  Latailled'uneimagenumériquepeutsedéfinirpar:1)  sadéfini0onenpixels(ex:640x480pixels)2)  sesdimensionsenpouces(ex:12’’)3)  sarésolu0onendpiouppp.(ex:300dpi)

•  Ces3défini0onssontliées.Sivousenconnaissezdeux,vouspouveztoujourscalculerlatroisième.

•  Formules:①  Résolu0on=défini0on/dimension②  Défini0on=résolu0onxdimension③  Dimension=résolu0on/défini0on

•  Exercice:Quelseraitladéfini0onenpixeld'unefeuillescannéed'unelargeurde8,5poucessurunehauteurde11poucesen300dpi?

Récapitula6f

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•  Codagedescouleursouprofondeurdescouleurs:Enplusdesadéfini0on,uneimagenumériqueu0liseplusoumoinsdemémoireselonlecodagedesinforma0onsdecouleurqu'ellepossède.C'estcequel'onnommelecodagedecouleursouprofondeurdescouleurs,exprimeenbitparpixel(bpp):1,4,8,16bits...Enconnaissantlenombredepixelsd'uneimageetlamémoirenécessaireàl'affichaged'unpixel,ilestpossiblededéfinirexactementlepoidsquevau0liserlefichierimagesurledisquedur(oul'espacemémoirerequisenRAMpourréaliseruncalculsurceDeimage)

•  Formule:Calculerlepoidsd'uneimageenoctet

•  NombredepixeltotalXcodagecouleurs(octet)=Poids(octet)

•  Exercice:Quelestlepoidsd'uneimaged'unedéfini0onde640x480codéesur1bit(noiretblanc)?

Codagedescouleurs

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•  Codebinaire:codeu0liseparl'ordinateurpourenregistrerdesinforma0ons.•  1bit=2états;(0ou1)=21•  2bits=4états,=22•  4bits=16états,=24•  8bits=256états,=28•  etc...

•  1Octet=8bits•  1Kilo-octetsou1Ko=1024octets•  1Méga-octetsou1Mo=1048576octets•  1Giga-octetsou1Go=1073741824octets•  1Terra-OctetouTo=???

Codebinaire(rappel)

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1-Modebitmap(noiretblanc):–  Aveccemode,ilestpossibled'afficheruniquementdesimagesen

deuxcouleurs:noiretblanc.–  Ilu0liseuneseulecouche.–  Codageen1bitparpixel(bpp):=>21=2possibilités:[0,1]–  =>Chaquepixelpeutdoncavoir2couleurspossibles:soitnoirousoit

blanc

Lesdifférentsmodesdecouleurs

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2-Modeniveaudegris:-Ilpermetd'obtenirdifférentesvaleursdegris,afind'afficherdesimagesnuancées.-Ilu0lisequ'uneseulecouche.-  Codageen8bitsparpixel(bpp)=>28=256possibilitéesChaquepixelpeutavoir256nuancesdegrispossibles-  Codageen16bitsparpixel(bpp)=>216=65536possibilitéesChaquepixelpeutavoir65536nuancesdegrispossibles

Lesdifférentsmodesdecouleurs

Exempledephotopossibleen8bppNuancesde256gris

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3-Modecouleursindexées:-  Permetd'obtenirjusque256couleursfixes,définiesàl'avancedansunepale[e.-  Ilu0lisequ'uneseulecouche.-  Codageen8bitsparpixel(bpp)=>28=256possibilitéesChaquepixelpeutavoirjusque256couleursfixespossibles.

Lesdifférentsmodesdecouleurs

Note:Avec256couleurs,certainsdégradésdeceDeimageapparaîtronttramés,laqualitéestprochedelaphotomaisilestpossibledefairebeaucoupmieux...Leprochainmodedecouleurmontrel'intérêtd'u0liserdes«couches»decouleurs. 14

4-LesModescolorimétriquesRVB/CMJN:Afindecréerdesimagesencoreplusrichesencouleurs(etdoncdisposerdeplusqu'unepaleDelimitéeà256couleurs),l'idéedemélangerdescouleursprimairesen«couches»estarrivée.Ilfautsavoirqu'ilexistedeuxsystèmesdereprésenta0ondescouleursparmélange,selonqu'onlesreproduisentsurunécrand'ordinateurousursupportpapierviauneimprimante:

Lesdifférentsmodesdecouleurs

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EnmodeRVB,Les3canauxsontdoncséparésen3couchesafind'offrirdenouvellescombinaisonsdecouleurspossiblesparlavaria0ondechaquecouleursprimaires.Lorsqu'ontravailleenmodeCMJNpourréaliserundocumentimprimé,ilyauradonc4couchespourréalisercesmêmescouleurs.

4-1ModecouleurRVB:grâceaumélangedes3couchesdecouleur,ilestpossibledereproduireunplusgrandnombredenuancesqu'avecunepaleDeenmodecouleursindexées.

Lesdifférentsmodesdecouleurs

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-AvecuncodageenRVB8bitsPARCOUCHE:Chaquecoucheu0lise8bit(1octet),soit256nuancespossibles:8BitspourleRouge,8bitpourleVertet8bitspourleBleu.Doncu0lisa0onde3x8bits=24bitsu0liséesautotal.=>256x256x256=224=16,7milions(Chaquepixelpeutprendre16,7Milionsdecouleurspossibles!)-AvecuncodageenRVB16bitsPARCOUCHE:Chaquecoucheu0liseledouble,soit16bits!(65535nuances).3x16=48bitsu0liséesautotal.=>65535x65535x65535=248=4milliards(4milliardsdenuancesdecouleurssontpossibles!)

4-2ModecouleurCMJN:Commelesécransd'ordinateurnepeuventafficherqueduRGB,PhotoshopséparelesimagesCMJNen4couches(Cyan,Magenta,JauneetNoir)ouchaquecouleurestexpriméeenpourcentage)etconver0letoutenRGBpourêtrelusurl'écran.Cependantlefichierpossèdebien4couchesdis0nctes.

Lesdifférentsmodesdecouleurs

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-AvecuncodageenCMJN8bitsPARCOUCHE:Chaquecoucheu0lise8bit(soit256nuancespossibles):8BitspourleCyan,8bitpourleMagenta,8bitspourleJauneet8bitspourleNoir.Doncu0lisa0onde4x8bits=32bitsu0liséesautotal.=>256x256x256x256=232=4milliards(4milliardsdenuancesdecouleurssontpossibles!)-AvecuncodageenCMJN16bitsPARCOUCHE:Chaquecoucheu0liseledouble,soit16bits!(65535nuances).3x16=64bitsu0liséesautotal.=>65535x65535x65535x65535=248=18446744073709551616nuancesdecouleurssontpossibles!

Exempled’applica6on:

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Calculdupoidsdel'imageci-dessous(10x11enbitmapnoiretblanc):

Lestypesd’image

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1)LesimagesMatricielles:Lesimagesmatricielles(ouimageenmodepoint,enanglais«bitmap»ou«raster»)sontcellesquenousu0lisonsgénéralementpourres0tuerdesphotosnumériques.Ellesreposentsurunegrilledeplusieurspixelsformantuneimageavecunedéfini6onbienprécise.Lorsqu'onlesagranditrop,onperddelaqualite(«pixelisa0on»).

2)LesimagesVectorielles:Cesontdesimagesdontlapar0culariteestquechaqueformequilacomposeestdécritemathéma6quementàpar0rdepointsetdetangentes.Ellenepeuventpasdécrireuneimagetropcomplexecommeunephotographie,maissonttoutàfaitadaptéesaurendutypographiques,auxlogosetautresformescomposéesdetracéssimples.

LesformatsdefichierBITMAP

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1)Principauxformatsdefichiernoncompressés:Cesontlesformatsdefichiersdit«nondestruc0fs».Ilsenregistrentchaquepixeld'uneimagecommenousl'avonsvuprécédemment,etu0lisentengénéralbeaucoupdemémoire.Departleurpoidséleve,ilsnesontpasadaptéspourlewebmaisdoiventêtreu0liséslorsqu'onàbesoindepréserverlatotalitedesinforma0onsd'uneimagepourretravaillerdessusparexemple.•  BMP:Formatna0fdewindows,ilpermetd'enregistrerdesimagesbitmapen1,4,

8ou24bitenmodeRVB.IlgèreégalementlespaleDespourlescouleursenmodeindexées.

•  TIFF:ilpermetdestockerdesimagesdehautequaliteennoiretblanc,couleursRVB,CMJNjusqu'a32bitsparpixels.Ilsupporteaussilesimagesindexéesfaisantusaged'unepaleDedecouleurs.

•  RAW:C'estunformatbrutqui«code»lesimagesavecunmaximumd'informa0onsuivantlecapteurdel'appareilquil'acrée.Ilpermetensuitededéveloppernumériquementsesphotosenlesenregistranten.0ffaveclesréglagessouhaitées(températuresdecouleurs,contrastes…etc).

LesformatsdefichierBITMAP

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2)Principauxformatsdefichiercompressés:Cesontlesformatsdefichiersdit«destruc0fs».IlspermeDent,selonunalgorithmepar0culier,degagnerplusoumoinsdemémoireensupprimantcertainesinforma0onspeuounonpercep0bleparl'œilhumain.Ilssontpar0culièrementadaptésàinternet,maisnedoiventpasêtreu0liséslorsd'untravaildecréa0onsousphotoshopcarchaquenouvelenregistrementdétérioreunpeupluslefichier.Onlesu0liseradoncpourexporterdesimagesdes0néesàlavisualisa0onsurinternetoul'archivage.•  JPG:Normedecompressionpourlesimagesfixes;Elledonnelapossibilitede

sélec0onnerletauxdecompressionenfonc0onduniveauderes0tu0onrecherche(qualiteréglablessuruneéchellede0à12).Ellesupprimelesinforma0onsredondanteetlesdétailsfins.Fonc0onneen8bit/pixelenRVBouCMJN.

•  GIF:C'estunformatlégerquipeutégalementcontenirdesanima0ons.UneimageGIFnepeutcontenirque2,4,8,16,32,64,128ou256couleursparmi16.8millionsdanssapaleDeenmodeRVB.Ellesupporteégalementunecouleurdetransparence.

•  PNG:ilpermetdestockerdesimagesennoiretblanc(jusqu'a16bitsparpixels),encouleursréelles(Truecolor,jusqu'a48bitsparpixels)ainsiquedesimagesindexées,faisantusaged'unepaleDede256couleurs.

LesformatsdefichierBITMAP

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Lacompressiondedonnéeconsisteàobtenirdesfichiersplusléger,afind'améliorerlavitessedetransfertsurinternetoulimitél'espacedestockageu0lisésurundisquedur.Ilexistedeuxprincipauxtypesdecompression:(1)Lacompressionsansperte:.zip.cab.rar.ace.7z.tar.gzip...appeléeaussi«compactage»,ceDesolu0onconsistesimplementàcoderlesdonnéesbinairesdemanièreplusconcisedansunfichier.Ellepermetainsideretrouverlatotalitédesinforma0onsaprèsuneprocédurededécompactage.U6lisa6on:Aucoursdelachaînedeproduc0onetpourarchivage(ex:lorsdutravailderetouched'image,archivagedeprojets...)(2)Lacompressionavecperte:.jpg.gif.Concernantessen0ellementlesfichiersdemédia(image,son,vidéo),elleconsisteenune«réduc0on»del'informa0onbaséesurnotreproprelimitehumaineàpercevoircesmédias.Puisquel'œilneperçoitpasnécessairementtouslesdétailsd'uneimage,ilestpossiblederéduirelaquan0tédedonnéesdetellesortequelerésultatsoittrèsressemblantàl'original,voireiden0que,pourl'œilhumain.U6lisa6on:Enfindechaînedeproduc0on,lorsdeladiffusionnumérique(ex:siteInternet,logicielsurappareilmobile,présenta0oninterac0ve...)

Exercices:

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①  Quelseraitladéfini0onenpixelsd'unefeuillescannéed'unelargeurde8,5poucessurunehauteurde11poucesen300dpi?

②  Quelestlarésolu0onenPPPd’unephotode1181x1772Pixels(2,1Mp)dedimension10cmx15cm?Estellecorrectepourimprimercelle-ci?

③  Aquellesdimensionsuneimagededéfini0on2048pixelsx1536pixelsetd’unerésolu0onde150pppsera-t-elleimpriméesionrèglel’impressionsur150ppp?