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Image : codage de la couleur

Image : codage de la couleur. 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.

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Presentation Transcript

  1. Image : codage de la couleur Le 14/05/2002

  2. 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. Le 14/05/2002

  3. 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. Le 14/05/2002

  4. 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. Le 14/05/2002

  5. 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 65535 objets au maximum. Le 14/05/2002

  6. Redimensionnement d'une image vectorielle • Bitmap • Vectorielle Le 14/05/2002

  7. 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. Le 14/05/2002

  8. 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. Le 14/05/2002

  9. 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. Le 14/05/2002

  10. 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". • CMYK: Cyan, Magenta, Yellow, BlacK. Le 14/05/2002

  11. 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. Le 14/05/2002

  12. Codage des images • Coder une image : • Les pixels. • Les couleurs la palette. • 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. Le 14/05/2002

  13. Méthode simple Exemples • 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. Le 14/05/2002

  14. 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. Le 14/05/2002

  15. 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 : Le 14/05/2002

  16. 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). Le 14/05/2002

  17. Avantages/limitations • Images bitmaps (matricielles). • Employées principalement dans les applications orientées 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. Le 14/05/2002

  18. 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". Le 14/05/2002

  19. Formats d'images matricielles • Un grand nombre de formats existent. • Caractéristiques : • Nombre de couleurs. • Méthode de compression utilisée. • Contexte d'utilisation. Le 14/05/2002

  20. Comparaison : taille des fichiers pour les images : Le 14/05/2002

  21. 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. Le 14/05/2002

  22. 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. Le 14/05/2002

  23. Format TIFF (suite) Le 14/05/2002

  24. 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. Le 14/05/2002

  25. Format GIF (suite) Le 14/05/2002

  26. 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. Le 14/05/2002

  27. Format PNG (suite) Le 14/05/2002

  28. 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. Le 14/05/2002

  29. Format JPG (suite) Le 14/05/2002

  30. 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). Le 14/05/2002

  31. Récapitulatifs : dessin (droopy) Compression sans perte : GIF ET PNG. Compression avec pertes : JPG. Le 14/05/2002

  32. Récapitulatifs : image (tournesol) • Compression sans perte : • GIF, mais 256 couleurs. • PNG, mais compression insuffisante. • JPG !!! • Compression avec pertes : JPG. Le 14/05/2002

  33. Le 14/05/2002

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