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Université de Technologie de Belfort Montbéliard par Sid-Ahmed Lamrous Le 14/05/2002 1 Image : codage de la couleur.

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1 Université de Technologie de Belfort Montbéliard par Sid-Ahmed Lamrous Le 14/05/ Image : codage de la couleur

2 Université de Technologie de Belfort Montbéliard par Sid-Ahmed Lamrous Le 14/05/ Format des images : 2 types Les images vectorielles : Données graphiques. Formats DXF, PIC, WMF, CGM. On décrit l'image comme l'association de plusieurs objets graphiques simples (droites, ellipses,...). Les images matricielles "bit-map" : Données images. Formats BMP, GIF, JPEG, etc. On indique la couleur de chaque point de l'image (pixel), un à un.

3 Université de Technologie de Belfort Montbéliard par Sid-Ahmed Lamrous Le 14/05/ Les Images Vectorielles Images décrites comme l'association de plusieurs objets graphiques simples (droites, ellipses...). 3 types de données graphiques : Points isolés => objets ponctuels. Lignes isolées => objets linéaires. Surfaces isolées => objets surfaciques. Méthodes de représentation vectorielle : Fil de fer 2D. Polyédrique. Codage des frontières.

4 Université de Technologie de Belfort Montbéliard par Sid-Ahmed Lamrous Le 14/05/ Les Images Vectorielles (2) Avantages : Codage riche prenant en compte la sémantique. Codage compact : fichiers de taille réduite. Redimensionnement facile, sans perte de qualité, les courbes sont lissées quelque soit l'échelle d'affichage. Les retouches sont aisées puisque les différents éléments de l'image sont indépendants. Inconvénients : Inutilisables pour des photographies. Pas adaptée aux images complexes avec un grand nombre d'objets de petites tailles. Formats non standardisés, non reconnues par les navigateurs Internet.

5 Université de Technologie de Belfort Montbéliard par Sid-Ahmed Lamrous Le 14/05/ Le format WMF Exemple : le format WMF Un fichier contient : Une suite d'objet (cercle, carre, bitmap, etc...). Chacun décrit par un entête Le format WMF peut contenir objets au maximum.

6 Université de Technologie de Belfort Montbéliard par Sid-Ahmed Lamrous Le 14/05/ Redimensionnement d'une image vectorielle Bitmap Vectorielle

7 Université de Technologie de Belfort Montbéliard par Sid-Ahmed Lamrous Le 14/05/ Images bitmaps Images bitmaps ou matricielles. On indique la couleur de chaque point de l'image (pixel), un à un. Stockage d'une image : Identificateur. Source. Type de capteur. Conditions d'acquisition. Description du contenu. Contenu physique. Représentation basée sur le modèle RGB.

8 Université de Technologie de Belfort Montbéliard par Sid-Ahmed Lamrous Le 14/05/ Codage de l'espace des couleurs Plusieurs modèles de codage de l'espace des couleurs. La synthèse additive (rappels) : –La couleur est définie comme somme pondérée de trois couleurs. –Les 3 couleurs primaires (rouge, vert, bleu). –Modèle RGB. –C'est le principe de fonctionnement des tubes cathodiques. La synthèse soustractive (rappels) : –La couleur est définie comme différence pondérée entre le blanc et trois couleurs. –3 couleurs complémentaires de rouge, vert, bleu (cyan, magenta, jaune). –Modèle CMY. –C'est le principe de fonctionnement des imprimantes.

9 Université de Technologie de Belfort Montbéliard par Sid-Ahmed Lamrous Le 14/05/ Le modèle RGB (rappel) La synthèse additive : le modèle RGB. –RGB : Red, Green, Blue, 3 les couleurs primaires. –Ajout de composantes de la lumière. –Composantes de la lumière directement ajoutées à l'émission. –Si on ajoute les trois composantes, on obtient du blanc. –Ex. : moniteurs, télévisions couleur.

10 Université de Technologie de Belfort Montbéliard par Sid-Ahmed Lamrous Le 14/05/ Le modème CMY (rappel) La synthèse soustractive : le modèle CMY. –CMY : Cyan, Magenta, Yellow, les 3 couleurs complémentaires de RGB. –Ajout de trois matières de couleur différentes. –Composantes de la lumière ajoutées après réflexion sur un objet. –Si on ajoute les trois composantes, on obtient du noir. –Ex. : imprimerie, imprimante. Extension : le modèle CMYK. –En pratique, le noir n'est pas tout à fait noir. –Ajout d'une composante "noir pur". –CMY K : Cyan, Magenta, Yellow, Blac K.

11 Université de Technologie de Belfort Montbéliard par Sid-Ahmed Lamrous Le 14/05/ Espace des couleurs et conversion Conversion entre RGB et CMY et vice-versa. Exemple : –Convertir le Blanc de RGB (1,1,1) à CMY (0,0,0) et vice versa. C = 1 – R, R = 1 – C, M = 1 - G G = 1 – M, Y = 1 – B, B = 1 - Y Conversion CMY vers CMYK : même principe.

12 Université de Technologie de Belfort Montbéliard par Sid-Ahmed Lamrous Le 14/05/ Codage des images Pour chaque pixel : stocker la couleur. Choix du modèle RGB : Red, Green, Blue. –Une couleur est une addition de ces 3 couleurs primaires. Certains formats supportent le modèle CMYK. Coder une image : –Les pixels. –Les couleurs la palette.

13 Université de Technologie de Belfort Montbéliard par Sid-Ahmed Lamrous Le 14/05/ Méthode simple Pour chaque pixel : –On code chaque composante RGB sur n bits. –Chaque pixel occupe alors 3 x n bits. L'image peut avoir 2^n x 2^n x 2^n couleurs. –Dans le cas n = 8, on parle du mode True Color (24 bits). –Ce mode permet de distinguer 16 millions de couleurs. –Il existe aussi des modes 32 bits. On ajoute une quatrième composante sur 8 bits : –Le canal alpha. –Permet de gérer la "transparence" des points. –Evitant ainsi les effets de "marches d'escalier" pouvant apparaître sur des images. Exemples

14 Université de Technologie de Belfort Montbéliard par Sid-Ahmed Lamrous Le 14/05/ Méthode par palette Méthode simple : limitations. –Souvent, toutes les nuances disponibles ne sont pas utilisées. –Ou alors il n'y a pas assez de nuances pour une teinte donnée. –Ex. : image sur la mer, il faut beaucoup plus de nuances de bleu que de rouge. Méthode par palette : choisir les couleurs disponibles. La couleur de chaque pixel : –Est codée comme une référence dans une palette. –La palette contient les composantes RGB de la couleur. On obtient alors : –N couleurs parmi 2^M x 2^M x 2^M possibles. –N = nombre d'entrées dans la palette. –M = nombre de bits utilisés pour coder une composante d'une couleur dans la palette.

15 Université de Technologie de Belfort Montbéliard par Sid-Ahmed Lamrous Le 14/05/ Taille d'une image Taille brute : sans compression. Taille = X x Y x n. –X = nombre de colonnes. –Y = nombre de lignes. –n = nombre d'octets nécessaires pour coder un pixel. Cas d'une résolution de 1024 x 768. Nombre de couleurs : Nombre de couleurs TailleEn octetsEn Ko Noir et BlancX*Y*(1/8) Ko Palette de 16 couleurs X*Y*(1/2) Ko Palette de 256 couleurs X*Y Ko True Color, 16 millions de couleurs. X*Y* Ko

16 Université de Technologie de Belfort Montbéliard par Sid-Ahmed Lamrous Le 14/05/ Les images bitmap : qualité La qualité de l'image dépend de 2 paramètres. La résolution spatiale : –Le nombre de points (pixels) constituant l'image, en largeur et en hauteur. –Paramètre influencé par les périphériques utilisé pour l'acquisition (scanner,...) et la restitution de l'image (carte vidéo, écran,...). –Exemples : Image de télévision rapport 4/3 : 833 x 625. Super VGA : 1024 x 768. Le nombre de couleurs la composant (bits/pixel) : –Noir & Blanc : 1 bit. –256 couleurs : 8 bits. –16 millions : 24 bits (plus que le nombre de nuances de couleurs perceptibles par l'oeil humain).

17 Université de Technologie de Belfort Montbéliard par Sid-Ahmed Lamrous Le 14/05/ Avantages/limitations Images bitmaps (matricielles). Employée principalement dans les applications orienté images. Avantages : –Elles autorisent la qualité photographique : Limitations : –Codage "pauvre" de l'information. –Pas de distinction d'objet dans l'image. –Taille des fichiers importante. –Traitements d'image longs.

18 Université de Technologie de Belfort Montbéliard par Sid-Ahmed Lamrous Le 14/05/ Avantages/limitations (2) Limitations (suite) : –L'agrandissement provoque un effet de mosaïque : –La création d'une image "à la souris" est difficile. –Les retouches sont délicates : effacer un élément de l'image crée un "trou".

19 Université de Technologie de Belfort Montbéliard par Sid-Ahmed Lamrous Le 14/05/ Formats d'images matricielles Un grand nombre de formats existent. Caractéristiques : –Nombre de couleurs. –Méthode de compression utilisée. –Contexte d'utilisation.

20 Université de Technologie de Belfort Montbéliard par Sid-Ahmed Lamrous Le 14/05/ Comparaison : taille des fichiers pour les images : NomRésolutionDéfinition Nombre de couleurs Image Droopy1024x76872 DPI256 Trounesol1600x DPI16 millions

21 Université de Technologie de Belfort Montbéliard par Sid-Ahmed Lamrous Le 14/05/ Format BMP Défini par Microsoft pour Windows Caractéristiques : –1, 4, 8 ou 24 bits : jusqu'à 16 millions de couleurs. –Compression : compression sans perte RLE (rarement). –Fichiers de taille importante. Reconnu par une majorité de logiciels. ImageNb couleursCompressionTaille Droopy Ko Droopy256RLE613 Ko Tournesol16 millions 5363 Ko Tournesol16 millionsRLE1745 Ko

22 Université de Technologie de Belfort Montbéliard par Sid-Ahmed Lamrous Le 14/05/ Format TIFF TIFF (Tagged Image File Format). –Origine Aldus et Microsoft. –Standard de codage des images scannées. –Le plus puissant mais le plus complexe à gérer. –Possibilité d'adaptation et d'évolution. –Différentes versions incompatibles! Caractéristiques : –Noir et blanc à 16 millions de couleurs. –Compression : RLE, LZW, JPEG, compression FAX, ou aucune. –Très bonnes performances en compression d'images noir et blanc. –Fichiers assez gros. Reconnu par une majorité de logiciels.

23 Université de Technologie de Belfort Montbéliard par Sid-Ahmed Lamrous Le 14/05/ Format TIFF (suite) ImageNb couleursCompressionTaille Droopy256 Sans compression 771 Ko Droopy256LZW364 Ko Droopy2Huffman156 Ko Tournesol16 millions Sans compression 5364 Ko Tournesol16 millionsLZW3395 Ko Tournesol2Huffman462 Ko

24 Université de Technologie de Belfort Montbéliard par Sid-Ahmed Lamrous Le 14/05/ Format GIF Format GIF (Graphic Interchange Format) : –Compuserve, 1987 : GIF87a. –Très utilisé : LE format du Web avec JPG. Caractéristiques : –256 couleurs parmi 16 millions. –Compression sans perte LZW, efficace s'il y a des zones homogènes. –GIF89a : possibilité de transparence, et d'animation. –GIF89a : possibilité d'entrelacement (chargement graduel de l'image). Reconnu par tous les logiciels ou presque.

25 Université de Technologie de Belfort Montbéliard par Sid-Ahmed Lamrous Le 14/05/ Format GIF (suite) ImageNb couleursCompressionTaille Droopy256LZW353 Ko Tournesol256LZW1203 Ko

26 Université de Technologie de Belfort Montbéliard par Sid-Ahmed Lamrous Le 14/05/ Format PNG PNG (Portable Network Graphic). –Pour remplacer le GIF (devenu payant!!!). –Le futur format du Web? Caractéristiques : –16 millions de couleurs. –Compression sans perte LZW. –Possibilité de transparence (niveau de transparence). –Possibilité d'entrelacement (chargement graduel de l'image). –Pas d'animation. –Le PNG n'est pas encore supporté pas tous les navigateurs Internet.

27 Université de Technologie de Belfort Montbéliard par Sid-Ahmed Lamrous Le 14/05/ Format PNG (suite) ImageNb couleursCompressionTaille Droopy256LZW310 Ko Tournesol16 millionsLZW2723 Ko

28 Université de Technologie de Belfort Montbéliard par Sid-Ahmed Lamrous Le 14/05/ Format JPG JPG ou JPEG (Joint Photographic Experts Group). –Très utilisé : LE format du Web avec GIF. –JPEG 2000 : compression par ondelettes. Caractéristiques : –Plus efficace que GIF sur des photographies. –16 millions de couleurs. –Compression avec pertes. –Choix du taux de compression : de 1/4 à 1/20. –Pas de transparence, ni d'animation. –Possibilité d'entrelacement (chargement graduel de l'image). –Compression efficace, mais perte de qualité. Reconnu par tous les logiciels ou presque.

29 Université de Technologie de Belfort Montbéliard par Sid-Ahmed Lamrous Le 14/05/ Format JPG (suite) ImageNb couleursCompressionTaille Droopy16 millionsTaux 1451 Ko Droopy16 millionsTaux Ko Droopy16 millionsTaux 20119Ko Droopy16 millionsTaux 9917Ko Tournesol16 millionsTaux 1897 Ko Tournesol16 millionsTaux Ko Tournesol16 millionsTaux Ko Tournesol16 millionsTaux 9940 Ko

30 Université de Technologie de Belfort Montbéliard par Sid-Ahmed Lamrous Le 14/05/ Autres formats PCX (PiCture eXchange). –Environnement PC (mode CGA). –256 couleurs. –Compression RLE, adapté à de faibles nombres de couleurs. PICT –QuickDraw. –Traite aussi le vectoriel. –Spécifique à Macintosh. FAX –Transmission de documents. –Codage binaire (noir et blanc). –Compression RLC puis type Huffman. TGA –Créé par Truevision (cartes Targa et Vista). –Très puissant (comme TIFF). –Peu connu. –Compression RLC. –Palettes graphiques haut de gamme (PC).

31 Université de Technologie de Belfort Montbéliard par Sid-Ahmed Lamrous Le 14/05/ Récapitulatifs : dessin (droopy) FormatNb couleursCompressionTaille BMP Ko BMP256RLE613 Ko TIFF Ko TIFF256LZW364 Ko TIFF2Huffman156 Ko GIF256LZW353 Ko PNG256LZW310 Ko JPG16 millionsTaux 1451 Ko JPG16 millionsTaux Ko JPG16 millionsTaux Ko JPG16 millionsTaux 9917 Ko Compression sans perte : GIF ET PNG. Compression avec pertes : JPG.

32 Université de Technologie de Belfort Montbéliard par Sid-Ahmed Lamrous Le 14/05/ Récapitulatifs : image (tournesol) FormatNb couleursCompressionTaille BMP16 millions 5363 Ko BMP16 millionsRLE1745 Ko TIFF16 millions 5364 Ko TIFF16 millionsLZW3395 Ko TIFF2Huffman462 Ko GIF256LZW1203 Ko PNG16 millionsLZW2723 Ko JPG16 millionsTaux 1897 Ko JPG16 millionsTaux Ko JPG16 millionsTaux Ko JPG16 millionsTaux 9940 Ko Compression sans perte : GIF, mais 256 couleurs. PNG, mais compression insuffisante. JPG !!! Compression avec pertes : JPG.

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