Image Numérique Comment se forme une image Capteurs numériques Définition Résolution Poids d’une image Compression Différents formats de compression

Schéma appareil photo objectif Film argentique Capteur Conséquences du passage du film argentique au capteur numérique : -Projeter l’image sur une cible plus petite -Raccourcir la distance focale de l’objectif -Boîtier plus mince sur les « compacts » -Augmenter la densité de sites photosensibles -Evolution des capteurs vers une taille équivalente ou proche de l’argentique Les objectifs sont interchangeables avec un facteur correctif

Surface des films argentiques

Capteurs numériques

Surface des capteurs numériques

Surface des capteurs Décembre 2008(réponses-photo) Les capteurs les plus répandus sur compacts 1/1.7 pouce ou 1/2.3 pouce

Surface des capteurs 8 1/1,7" 7,5 5,6 9,4 43 4,6 10 4/3" 17,8 13,4 Mpixels Format Ratio L/H Largeur Hauteur Diagonale Surface Rapport 7 1/2,5" 4/3 5,1 3,8 6,4 20 6,8 10,5 1/1,8" 7,1 5,3 8,9 39 4,9 8 1/1,7" 7,5 5,6 9,4 43 4,6 1/1,6" 8,0 6,0 10,0 49 4,3 2/3" 8,8 6,6 11,0 59 3,9 10 4/3" 17,8 13,4 22,3 243 1,9 12,4 "APS-C" 3/2 23,4 15,7 28,2 382 1,5 12,5 24*36 36 24 43,3 900 1,0

Surface des capteurs

Comment se forme l’image sur un capteur? Un capteur transforme les photons lumineux qu'il reçoit sur chaque photosite en électrons. Le nombre d'électrons collectés est proportionnel à la quantité de lumière reçue.

Reconnaissance des couleurs Chaque élément du capteur est un photosite capable d'enregistrer un signal électrique dépendant de la quantité de lumière qu'il reçoit. Pour obtenir une information dépendante de la couleur, il faut ajouter devant chaque photosite un filtre coloré, généralement bleu, vert ou rouge.

Filtres

Deux types de Capteurs CCD charged Coupled Device (le plus répandu) avantages: plus faible niveau de bruit,plus grande surface réceptrice ,meilleur rendu aux faibles lumières CMOS Complementary Metal Oxide Semiconductor Facilité de production en masse ,consommation plus faible,moins ébloui ,plus grande vitesse de lecture

Comparatif CCD-CMOS Caractéristique CCD CMOS Signal de sortie du chip Tension (analogique) Bits (digital) Hardware de traitement Séparé du chip Intégré au chip Facteur de remplissage Elevé Moyen Complexité du système Elevée Faible Complexité du capteur Coût en R&D Plus élevé Utilisation (en général) APN compacts, vidéo APN réflex, ordinateur, jouets Performance Sensibilité à la lumière Elevée (0.1 lux) Plus faible (10 lux) Sensibilité aux UV et à l'IR Etendue Plus étroite Réponse Moyenne Rapide (10-100x plus) Consommation d'énergie Elevée (2-4x plus) Dynamique Uniformité du capteur Faible à modérée Bruit électronique  Elevé (10x plus)

Image numérique Pixel (Picture élément)

Résolution Lors de la reproduction de l’image sur un support on introduit la notion de Résolution Les pixels sont répartis sur l’ensemble d’une surface. La résolution d’affichage définit leur nombre par unité de longueur ou de largeur

Résolution Unité de résolution ppp (pixel par pouce )ou en anglais ppi (pixel per inch) ou dpi (dot per inch) Principales valeurs de résolution utilisées

Poids de l’image D’où la nécessité de compresser une image chaque pixel est codé en bit (binary digit) Un bit ne peut prendre que deux positions soit 0 soit 1 Si l'on code une image sur un bit par pixel, on n'aura donc que du blanc et du noir Pour une image couleur, on va coder chacune des 3 couches (R,V, B,) sur 8 bits par pixel Le poids de l’image sera 6000 000 X 8 X3= 144 000 000 bits 8bit=1octet 1ko=1024octets 1Mo=1024 ko Notre image aura un poids de 17,2 Mo D’où la nécessité de compresser une image

Mise en mémoire de l’image numérique Capteur Convertisseur analogique numérique 1 Logiciel de traitement intégré DSP DIGIC II (Canon) Venus Engine III, Sensic (Nikon) Mémoire tampon Sauvegarde Format RAW Inscription carte mémoire Compression JPEG

Compression La compression est une méthode qui permet de diminuer la place occupée par une image sur un support de stockage. Entre autres deux méthodes: Codage des répétitions de couleurs Codage par réduction de l’espace des couleurs

Compression par réduction Le principe : diminuer le nombre de couleurs différentes dans l'image, l'oeil humain ayant une perception de 2500 couleurs, alors qu'une image numérique en contient 16,7 millions de différentes. Ainsi, une compression consiste à examiner chacun des pixels, et de changer une couleur spécifique vers une couleur plus commune : c'est la compression JPEG (Joint Photographic Experts Group).

Compression les informations perdues sont des informations qui ne sont pas perceptible dans la plupart des cas par l’œil humain

Compression Prenons l'exemple de la compression de certaines couleurs proches du rouge. Elles se transformeront à différents niveau de compression : Pas de Compression Compression moyenne Forte compression Blanc Rouge clair Rouge Rose Rouge foncé Total : 5 couleurs différentes Total : 4 couleurs différentes Total : 2 couleurs différentes  

Extension des noms de fichiers En informatique, une extension de nom de fichier (ou simplement extension de fichier, voire extension) est un suffixe donné au nom d'un fichier pour identifier son format. Il est nécessaire d’utiliser l'extension pour réaliser l'association entre le fichier et les logiciels qui peuvent le gérer

Extension des noms de fichiers Dans le cas des fichiers images L’extension indique: Le logiciel qui va créé l’image L’algorythme de compression et de décompression (codec)

Compression des images Formats les plus utilisés Utilisation de codec (logiciels de codage-décodage ) JPEG TIFF RAW BMP GIF PSD PNG DNG XCF

Formats de compression JPEG Jpeg (Joint Photographic Experts Group). Format le plus adopté Compression destructive mais compression modulable Si nous restons dans des taux de compression raisonnables la qualité globale reste excellente

Formats de compression TIFF Pas de perte de qualité . Acronyme pour Tagged-Image File Format. Il a pour extension .tif. Il est reconnu par la majorité des logiciels de retouche d'images. Il possède des algorithmes de compression qui ne détruisent pas la qualité de l’image. Le poids de ces fichiers est très importants

Formats de compression BMP -Bitmap. II s'agit d'un format d'image qui a pour extension .bmp. II n'est pas compressé. il conserve un maximum de détails, mais génère des fichiers lourds. On peut néanmoins l'utiliser comme format d'archivage des images. un fichier d'image graphique stockant les pixels sous forme de tableau de points .

Formats de compression PSD C’est le format de photoshop. IL n’est lisible que par ce logiciel. Il conserve tout les calques (mais pas l’historique) pour permettre de reprendre un travail déjà commencé sur une photo. En conséquence il est très lourd.

Formats de compression XCF Experimental computing facility est le format natif du logiciel GIMP Il est l’équivalent de PSD pour photoshop élément.

Formats de compression GIF -Gif (Graphic InterFace). Format d'image conçu spécialement pour la diffusion d'images sur Internet. II possède des algorithmes de compression puissants taille des fichiers allégée réduction du temps d'affichage des images sur le web il peut intégrer des zones de transparence en plus de la palette des couleurs d'une image. II est cependant plus adapté aux images en aplat, comme la typographie et les dessins

Formats de compression PNG Portable Network Graphics (PNG) est un format ouvert , qui a été créé pour remplacer le format GIF, à l’époque propriétaire et dont la compression était soumise à un brevet. Le PNG est un format non destructeur adapté pour publier des images simples comprenant des aplats de couleurs

Formats de compression RAW Raw, comme son nom l’indique est un format "brut" particularité du format Raw tient au fait qu'il enregistre les informations données par le capteur sans les traiter Encode les couleurs sur 12 bits (plus de nuances dans les couleurs)

Formats de compression DNG format ouvert . Il a pour but de standardiser les innombrables (et incompatibles) formats RAW a été présenté par Adobe Systems en 2004. Adobe Digital Negative Converter se chargera de convertir, en fichiers DNG, les formats bruts de plus de 60 modèles d’appareils photo numériques.

Formats de compression

Comparaison APS et Full Frame

Dénomination des capteurs Elle s'exprime en fraction et correspond à peu près aux 2/3 du diamètre de la matrice originale (exprimée en pouce)qui sert à les fabriquer. En effet, on a découvert à l'époque que seuls les 2/3 environ de la surface située au centre de la galette (wafer) de silicium étaient exploitables.