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Fondements duFondements duMultimdiaMultimdia
Public cible: TI1
Volume horaire:22.5h
11.25h cours 11.25h TD
Enseignant: Mlle Mounira ZouaghiPDF
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PlanPlan
1. Introduction
1.
2
.
La numrisation des donnes
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.Image numrique
4
.Son numrique
5.
Vido numrique
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Chapitre 3: Image numriqueChapitre 3: Image numrique
1. Dfinition
1.
4
.Numrisation dimage
5
.Image matricielle
6.
Image vectorielle
2
.Systme visuel humain
3. Systmes des couleurs
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Dfinition
Image numrique [1]Image numrique [1]
On dsigne sous le terme dimage numrique touteimage (dessin, icne, photographie) acquise, cre, traite
ou stocke sous formebinaire (suite de 0 et de 1)
Systme des couleurs
Numrisation dimagesImage matricielleImage Vectorielle
[1] http://fr.wikipedia.org/wiki/Image_num%C3%A9rique
Systme visuel humain
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Image numrique [1]Image numrique [1]
Traite grce des outils informatiques. Il est facile de latransformer, modifier en taille, en couleur, dajouter ousupprimer des lments, dappliquer des filtres varis, etc.
Stocke sur un support informatique (disquette, disquedur, CD-ROM)
[1] http://fr.wikipedia.org/wiki/Image_num%C3%A9rique
Dfinition
Systme des couleurs
Numrisation dimagesImage matricielleImage Vectorielle
Systme visuel humain
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Systme visuel humainSystme visuel humain
La lumire est rflchie sur les objets dans toutes les directions.
Nous ne voyons des objets que la lumire qui y est rflchie versl'oeil.
Dfinition
Systme des couleurs
Numrisation dimagesImage matricielleImage Vectorielle
Systme visuel humain
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Systme visuel humainSystme visuel humain
Dfinition
Systme des couleurs
Numrisation dimagesImage matricielleImage Vectorielle
Systme visuel humain
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Systme visuel humainSystme visuel humain
Corne : couche transparente pour la protection de lil.
Iris : diaphragme contrlant la quantit de la lumire
Pupille: Disque noire dans liris, sa taille varie pourlaisser passer plus au moins de la lumire.
Cristallin : derrire liris permet davoir une vision nette.
Dfinition
Systme des couleurs
Numrisation dimagesImage matricielleImage Vectorielle
Systme visuel humain
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Systme visuel humainSystme visuel humain
La corne et le cristallin font converger la lumire quientre dans loeil en la focalisant sur la rtine(membrane recouverte de photorcepteurs).
la lumire est transmise vers le cerveau par le nerfoptique, la perception visuelle se fait au niveau cerveau.
Dfinition
Systme des couleurs
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Systme visuel humain
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La rtineLa rtine
C'est une membrane qui tapisse le fond de loeil. Ellereoit les signaux lumineux, et assure leur transmissionau cerveau par l'intermdiaire du nerf optique.
Dfinition
Systme des couleurs
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La rtineLa rtine
C'est une membrane qui tapisse le fond de loeil. Ellereoit les signaux lumineux, et assure leur transmissionau cerveau par l'intermdiaire du nerf optique.
Vue au microscope lectroniquedune portion de la rtine
Dfinition
Systme des couleurs
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La rtineLa rtine
La rtine contient deux types de photorcepteurs dont larpartition spatiale est trs diffrente :
Les cnes sont seuls prsents dans la fova et
leur densit diminue en allant vers la priphrie.
Lesbtonnets au contraire sont absents de lazone centrale mais rpartit sur tout le reste de la rtine.
Dfinition
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Les cnesLes cnes
En petit nombre (~5 millions par oeil). De sensibilit moyenne. Grande vitesse de rponse.
Sensibles la couleur
Dfinition
Systme des couleurs
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Systme visuel humain
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Les cnesLes cnes
Il existe trois types de cnes : S, M et L (pourshort, medium et long wavelength : ondes delongueurs courtes, moyennes et longues).
Leurs sensibilits maximales sont respectivementde : 420nm, 530nm et 560nm ce quicorrespond une sensibilit au bleu, au vertet au rouge.
La perception des couleurs se limite la synthsede ces trois stimulus de couleur.
Dfinition
Systme des couleurs
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Systme visuel humain
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Les btonnetsLes btonnets
- Trs nombreux (~110 millions par oeil). Trs sensibles. Insensibles la couleur.
Lents ladaptation.
Dfinition
Systme des couleurs
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Systme visuel humain
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Les btonnetsLes btonnets
-Les btonnets permettent lavision scotopique,c'est--dire avec une luminosit faible.
- Cette vision n'est qu'en noir, blanche et nuance degris, car les cellules photorceptrices en btonnetsne peroivent pas les couleurs.
- nous permettent de percevoir les objets en noir et
blanc en obscurit ou en lumire faible
La nuit, tous les chats sont gris .
Dfinition
Systme des couleurs
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Systme visuel humain
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Sensibilit aux couleursSensibilit aux couleurs
Ces photorcepteurs, cnes et btonnets, fonctionnentselon trois modes :
Photopique : vision nette et colore, due aux
cnes.
Scotopique : vision achromatique et moinsnette, due aux btonnets.
Msopique, vision mixte o tous lesphotorcepteurs sont actifs.
Dfinition
Systme des couleurs
Numrisation dimagesImage matricielleImage Vectorielle
Systme visuel humain
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Spectre des couleurs et couleurs visiblesSpectre des couleurs et couleurs visibles
Dfinition
Systme des couleurs
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Systme visuel humain
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Illusion visuelleIllusion visuelle
Dfinition
Systme des couleurs
Numrisation dimagesImage matricielleImage Vectorielle
Systme visuel humain
L'interprtation qu'en fait le cerveau peut parfois treambigu. Ces "erreurs" d'interprtation sont des illusionsd'optique, qui ne sont pas perues de la mme faon par
chacun d'entre nous (nous n'avons pas tous le mme "vcu",ni la mme culture, ni les mmes images en mmoire).
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Illusion visuelleIllusion visuelle
Dfinition
Systme des couleurs
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Systme visuel humain
Illusion classique
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Illusion visuelleIllusion visuelle
Dfinition
Systme des couleurs
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Systme visuel humain
Que voyez-vous ? Rien, alors reculez-vous un peu ...PD
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Illusion visuelleIllusion visuelle
Dfinition
Systme des couleurs
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Systme visuel humain
fixez le centre et avancez ou reculez par rapport l'cranPD
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Couleur et cercle chromatiqueCouleur et cercle chromatique
Dfinition
Systme des couleurs
Numrisation dimagesImage matricielleImage Vectorielle
Systme visuel humain
les couleurs sont obtenues par mlange adquats descouleurs primaires ou secondaires.
les couleurs primaires sont gnralement en nombre de 3,
on ne peut pas obtenir lune dentre elles en mlangeant les 2autres.
on appelle secondaires les couleurs obtenues enmlangeant dune quantit gale 2 couleurs primaires.
on appelle tertiaires les couleurs obtenues en mlangeantdune quantit gale une couleur primaire et une couleursecondaire.
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Couleur et cercle chromatiqueCouleur et cercle chromatique
Dfinition
Systme des couleurs
Numrisation dimagesImage matricielleImage Vectorielle
Systme visuel humain
Cest un cercle qui montre les relations entre les couleursprimaires, secondaires et tertiaires.
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TeinteTeinte
Dfinition
Systme des couleurs
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Systme visuel humain
La teinte dsigne la couleur proprement dite , il sagit de la longueur donde.transmise par la couleur correspondante.
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Luminance et luminositLuminance et luminosit
Dfinition
Systme des couleurs
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Systme visuel humain
la luminance est une grandeur photomtrique qui dsigne laquantit de lumire rflchie par un objet.
Cette quantit est exprime en cd/m2 ou en nit (nt)
la luminosit est limpression subjective caus par lnergielumineuse rflchie par un objet.
la luminosit dpend de la quantit dnergie rayonne, dela sensibilit de lil pour les diffrentes longueurs dondes,diffrents niveaux de luminances.PD
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Luminance et luminositLuminance et luminosit
Dfinition
Systme des couleurs
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Systme visuel humain
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SaturationSaturation
Dfinition
Systme des couleurs
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Systme visuel humain
la saturation dsigne la puret de la teinte, son ventueldilution par la lumire blanche.
un Bleu qui ne contient pas de blanc est satur, si on ajoute
du blanc a devient moins satur.
Une saturation de 100% donne la couleur pure , de 0% lacouleur disparait au profit dun gris qui dpend de laluminosit.
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SaturationSaturation
Dfinition
Systme des couleurs
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Systme visuel humain
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Synthse additive et soustractiveSynthse additive et soustractive
Dfinition
Systme des couleurs
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Systme visuel humain
L'affichage de couleur sur un cran ou l'impression sur du
papier, se ralise le plus souvent partir d'un faible
nombre de couleurs primaires.
C'est ce que l'on appelle la synthse de couleurs.
On distingue la synthse additive et la synthse
soustractive.
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Synthse additiveSynthse additive
Dfinition
Systme des couleurs
Numrisation dimagesImage matricielleImage Vectorielle
Systme visuel humain
Combinaison de trois faisceaux lumineux de couleurs
rouge, verte et bleue proportions varies pour produire la
plupart des couleurs.
Cette mthode est appele "additive" parce que la sommede ces trois couleurs de base ( intensit gale) donne du
blanc.
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Synthse additiveSynthse additive
Dfinition
Systme des couleurs
Numrisation dimagesImage matricielleImage Vectorielle
Systme visuel humain
S1
R
V
S2
S3
B
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Exemple: Ecran cathodiqueExemple: Ecran cathodique
Dfinition
Systme des couleurs
Numrisation dimagesImage matricielleImage Vectorielle
Systme visuel humain
Chaque point lumineux dun cran couleur est constitude trois couleurs (Rouge, Vert, Bleu),
Luminophores :
lments phosphorescents verts, bleus et rouges delcran.
Pixel :
Triplet de luminophores peru par lil humain
comme un point.
on obtient chaque couleur par variation de lintensitlumineuse des luminophores dun mme triplet
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Synthse soustractiveSynthse soustractive
Dfinition
Systme des couleurs
Numrisation dimagesImage matricielleImage Vectorielle
Systme visuel humain
Combinaison de trois faisceaux lumineux de couleurs
Cyan, Magenta et Jaune proportions varies pour
produire la plupart des couleurs.
Cette mthode est appele soustractive parce que la sommede ces trois couleurs de base ( intensit gale) donne le
noir.
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Synthse soustractiveSynthse soustractive
Dfinition
Systme des couleurs
Numrisation dimagesImage matricielleImage Vectorielle
Systme visuel humain
chacune des trois couleurs de base absorbe les ondes d'uneprimaire additive (le rouge, le vert ou le bleu) et rflchitles ondes des deux autres.
le jaune absorbe les ondes bleues et rflchit les ondes
rouges et vertes.
le magenta rflchit les ondes rouges et bleues audtriment des ondes vertes.
magenta + jaunes, on obtient une surface qui absorbe
les ondes bleues et vertes, et qui rflchit les ondesrouges.PD
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Synthse soustractiveSynthse soustractive
Dfinition
Systme des couleurs
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Systme visuel humain
Filtre jaune Filtre magenta Filtre cyanPD
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Modles colorimtriquesModles colorimtriques
Dfinition
Systme des couleurs
Numrisation dimagesImage matricielleImage Vectorielle
Systme visuel humain
il existe une infinit de couleurs
imperceptibles avec nos systmes sensorielles
Do limportance des modles colorimtriques
(215,52,7) (217,52,7) (220,52,7) (220,49,6) (215,53,7)
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Codages des couleurs: codage RGBCodages des couleurs: codage RGB
Dfinition
Systme des couleurs
Numrisation dimagesImage matricielleImage Vectorielle
Systme visuel humain
Le codage RVB (RGB): est mis au point en 1931 par la Commission Internationalede l'Eclairage (CIE)
bas sur la synthse additive de couleurs.
Utilis par lcran d'ordinateur ou de tlvision
chaque couleur est reprsente par 3 valeurs numriques
entiers dsignant les 3 couleurs de bases.
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fi i i
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Codages des couleurs: codage RGBCodages des couleurs: codage RGB
Dfinition
Systme des couleurs
Numrisation dimagesImage matricielleImage Vectorielle
Systme visuel humain
Les valeurs possibles des couleurs de base dpendent denombre de bits utiliss pour reprsenter la couleur
pour 8 bits, on a 256 intensits pour chaque couleur debase
soit 224 couleurs ( plus que 16 millions de couleurs)
la perception visuelle capable de distinguer environ350 000 couleurs uniquementPD
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Dfi i i
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Codages des couleurs: codage CMJNCodages des couleurs: codage CMJN
Dfinition
Systme des couleurs
Numrisation dimagesImage matricielleImage Vectorielle
Systme visuel humain
Bas sur la synthse soustractive de couleurs et nommaussi modle quadrichromie,
Modle CMJN (Cyan, Magenta, Jaune, Noir pur, ouen franais CMJN).
Utilis pour produire la couleur en imprimerie.
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Dfi iti
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Codages des couleurs: codage CMJNCodages des couleurs: codage CMJN
Dfinition
Systme des couleurs
Numrisation dimagesImage matricielleImage Vectorielle
Systme visuel humain
Bas sur la synthse soustractive de couleurs et nommaussi modle quadrichromie,
Modle CMJN (Cyan, Magenta, Jaune, Noir pur, ouen franais CMJN).
Utilis pour produire la couleur en imprimerie.
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Dfi iti
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Dfinition
Systme des couleurs
Numrisation dimagesImage matricielleImage Vectorielle
Systme visuel humain
image 400 234 pixels
DfinitionDfinition
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Dfi iti
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Dfinition
Systme des couleurs
Numrisation dimagesImage matricielleImage Vectorielle
Systme visuel humain
Une image matricielle ou image en mode point (ouen anglais image bitmap ou raster) :
est une image numrique dans un format de donnes
se compose d'un tableau de pixels ou de points decouleur, gnralement rectangulaire,
Dfinition[2]Dfinition[2]
[2] http://fr.wikipedia.org/wiki/Image_matricielle
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Dfinition d
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Dfinition
Systme des couleurs
Numrisation dimagesImage matricielleImage Vectorielle
Systme visuel humain
Le pixel ou picture element , le plus petit lment utilispar les moniteurs ou les imprimantes pour reprsenter lesdonnes numriques.
Le pixelLe pixel
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Dfinition N i i di
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Dfinition
Systme des couleurs
Numrisation dimagesImage matricielleImage Vectorielle
Systme visuel humain
La dynamique d'une image correspond l'tendu de la
gamme de couleurs que peuvent prendre les pixels dune
image.
binaire,
en niveau de gris,
en fausses couleurs (couleurs indexes),
ou en couleurs vrai .
La dynamique dune imageLa dynamique dune image
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Dfinition N i i di
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Dfinition
Systme des couleurs
Numrisation dimagesImage matricielleImage Vectorielle
Systme visuel humain
Une images binaire est une images ayant deux couleurspossible gnralement noir est blanc.
Dans ces images, un seul bit suffit pour reprsenter chaquepixel (1=blanc ou 0=noir).
Image binaireImage binaire
(p,M) = (1,1)
p=1 un seul plan
M=1 M+1 valeurdintensit.PD
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Dfinition N i ti di
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Dfinition
Systme des couleurs
Numrisation dimagesImage matricielleImage Vectorielle
Systme visuel humain
Chaque pixel contient un seul nombre qui correspond la nuance de gris de l'image.
Les nuances de gris couvrent tout le spectre du blanc aunoir, en une chelle de 256 nuances.
Le pixel est reprsent par un octet (8 bits).
(p,M) = (1,255).
Image en niveaux de grisImage en niveaux de gris
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Dfinition N i ti di
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Dfinition
Systme des couleurs
Numrisation dimagesImage matricielleImage Vectorielle
Systme visuel humain
Image en niveaux de grisImage en niveaux de gris
256
nuance
de
gris
0
255
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Dfinition Numrisation dimages
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Dfinition
Systme des couleurs
Numrisation d imagesImage matricielleImage Vectorielle
Systme visuel humain
Image en couleurs indexesImage en couleurs indexes
Les images en couleurs indexes sont cres l'aided'une palette limite attache cette image et quicomprend n couleurs diffrentes.
n=256;
n=64;
Chaque pixel consiste en un indice qui pointe vers unecouleur prcise dans la palette.
PD
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Dfinition Numrisation dimages
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Dfinition
Systme des couleurs
Numrisation d imagesImage matricielleImage Vectorielle
Systme visuel humain
Image en couleurs indexesImage en couleurs indexes
Ce format ne convient pas des images en couleursrelles, cause du nombre restreint de couleurs et depalettes diffrentes qu'il est possible d'utiliser.
Si I est une image en couleur indexe, (p,M) = (1,n-1).
n = taille de lindexe
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Dfinition Numrisation dimages
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Dfinition
Systme des couleurs
Numrisation d imagesImage matricielleImage Vectorielle
Systme visuel humain
Image en couleurs indexesImage en couleurs indexes
Les images en couleurs indexes sont cres l'aided'une palette limite attache cette image et quicomprend n couleurs diffrentes.
n=256;
n=64;
Chaque pixel consiste en un indice qui pointe vers unecouleur prcise dans la palette.
Ce format ne convient pas des images en couleurs
relles, cause du nombre restreint de couleurs et depalettes diffrentes qu'il est possible d'utiliser.PD
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Dfinition Numrisation dimages
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Dfinition
Systme des couleurs
Numrisation d imagesImage matricielleImage Vectorielle
Systme visuel humain
Image en vrai couleur Image en vrai couleur
Une image couleur comporte pour chaque pixel uneinformation sur sa composition en Rouge, Vert et Bleu :
toute couleur peut, tre obtenue par un mlange deces 3 couleurs fondamentales.
Chacune de ces couleurs fondamentales RVB disposede 256 nuances possibles soit 256*256*256possibilits= 16 millions de possibilits.
Une l'image en vrai couleur se dcompose en
trois plans fondamentaux que sont le Rouge, le Vertet le Bleu (p,M)=(3,255).PD
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Dfinition Numrisation dimages
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Systme des couleurs
Numrisation d imagesImage matricielleImage Vectorielle
Systme visuel humain
Rsolution dune image matricielleRsolution dune image matricielle
La rsolution est une mesure de la clart ou du niveaude dtail et de finesse d'une image numrique.
La dfinition complte du terme rsolution recouvre lesnotions de rsolution spatiale et de rsolution enluminance.
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Dfinition Numrisation dimages
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Systme des couleurs
Numrisation d imagesImage matricielleImage Vectorielle
Systme visuel humain
Rsolution dune image matricielleRsolution dune image matricielle
Dans l'usage courant, le terme rsolution est souventemploy pour parler de la rsolution spatialeuniquement.
Plus la rsolution, est grande, plus l'image est dtaille,et plus le fichier correspondant est volumineux.
la rsolution spatiale est le nombre de pixels par unitde mesure qui est souvent abrge dpi pour dots perinch. PD
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Dfinition Numrisation dimages
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Systme des couleurs
Numrisation d imagesImage matricielleImage Vectorielle
Systme visuel humain
Rsolution dune image matricielleRsolution dune image matricielle
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Dfinition Numrisation dimages
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Systme des couleurs
Numrisation d imagesImage matricielleImage Vectorielle
Systme visuel humain
Rsolution dune image matricielleRsolution dune image matricielle
La rsolution en luminance, dtermine le nombre denuances ou de couleurs possibles pour chaque pixel.
Plus le nombre de bits est grand, plus le nombre de
couleurs possibles est lev.
vraie couleur24 bits
fausse couleur8 bits
en niveau degris
8 bits
binaire2bits
Rsolution en luminance
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Dfinition Numrisation dimages
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Systme des couleurs
Numrisation d imagesImage matricielleImage Vectorielle
Systme visuel humain
Dimension dune image matricielleDimension dune image matricielle
Taille de l image = en octets
une image de 1024x768 pixels de base affiche unersolution de 100 dpi aura :
une dimension relle de 10,24x7.68 pouces
En mode niveaux de gris la taille est 1024x768x1=93ko
Dimensions en centimtres ou pouce
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Dfinition Numrisation dimages
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Systme des couleurs
Numrisation d imagesImage matricielleImage Vectorielle
Systme visuel humain
HistogrammeHistogramme
Lhistogramme est une fonction permettant de donner
la frquence dapparition des diffrents niveaux de gris
qui composent limage.
Un histogramme est un graphique statistique
permettant de reprsenter la distribution des intensits
des pixels d'une image.
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Dfinition Numrisation dimages i l h i
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Systme des couleurs
gImage matricielleImage Vectorielle
Systme visuel humain
HistogrammeHistogramme
Exemple dune image I(x,y) ayant 16 niveaux de gris (code sur 4bits)
Lhistogramme reprsente la frquence dapparition dun pixelayant un niveau de gris i;
Le principe est de compter chaque pixel selon son niveau de gris
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Dfinition Numrisation dimagesS i l h i
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Systme des couleurs
gImage matricielleImage Vectorielle
Systme visuel humain
HistogrammeHistogramme
Exemple : le pixel ayant un niveau de gris = 2 est prsent 17 fois le pixel ayant un niveau de gris = 10 est prsent 4 fois
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Dfinition Numrisation dimagesS i l h i
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Systme des couleurs
gImage matricielleImage Vectorielle
Systme visuel humain
HistogrammeHistogramme
h(i) = frquence dapparition du pixel i
i 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
h(i) 5 14 17 16 12 8 1 3 1 2 4 7 6 2 1 1
Histogramme
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
i : couleur
h(i):frquence
Srie1
Cest la frquence dapparition dune valeur de pixel
Histo(i)=Card{l(x,y)=i}PD
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Dfinition Numrisation dimagesS t i l h i
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Systme des couleurs
gImage matricielleImage Vectorielle
Systme visuel humain
HistogrammeHistogramme
Exemples d'histogramme dune image au niveau de gris:
dynamique [0..1]PD
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Dfinition Numrisation dimagesS t i l h i
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Systme des couleursImage matricielleImage Vectorielle
Systme visuel humain
HistogrammeHistogramme
Exemples d'histogramme dune image au niveau de gris:
dynamique [0..255]PD
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Dfinition Numrisation dimagesSystme visuel humain
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Systme des couleursImage matricielleImage Vectorielle
Systme visuel humain
HistogrammeHistogramme
Pour les images en vrai couleur plusieurs histogrammes sontncessaires. Par exemple pour une image code en RGB :
un histogramme reprsentant la distribution de laluminance,
trois histogrammes reprsentant respectivement la
distribution des valeurs respectives des composantesrouges, bleues et vertes.
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Dfinition Numrisation dimagesSystme visuel humain
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Systme des couleursImage matricielleImage Vectorielle
Systme visuel humain
HistogrammeHistogramme
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Dfinition Numrisation dimagesSystme visuel humain
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Systme des couleursImage matricielleImage Vectorielle
Systme visuel humain
Formats dune imageFormats dune image
Un format d'image comprend en gnral un en-tte quicontient des donnes sur l'image (taille de l'image enpixels par exemple) suivie des donnes de l'image.
La structuration des donnes est diffrente pourchaque format d'image.
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Dfinition Numrisation dimagesi i llSystme visuel humain
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Systme des couleursImage matricielleImage Vectorielle
Systme visuel humain
Formats dune imageFormats dune image
Un format d'image comprend en gnral un en-tte quicontient des donnes sur l'image (taille de l'image enpixels par exemple) suivie des donnes de l'image.
La structuration des donnes est diffrente pourchaque format d'image.
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