FICHIERS IMAGES

Caractéristiques d’une image numérique

Une image numérique est toute image enregistrée sous forme de fichier dans l'ordinateur. Elle est caractérisée par quatre éléments : le type, le format, la résolution et la profondeur de codage (ou de couleur).

Le type d'image : matricielle ou vectorielle

-Une image numérique matricielle ou image en mode point (ou en anglais image « bitmap » ou « raster ») est une image numérique constituée d’un ensemble de points appelés pixels (pixel est une abréviation de PICture ELement).

Un pixel (px) est donc la plus petite unité constitutive d’une image numérique. Il se présente sous la forme d’un petit carré invisible à l’œil nu, mais fréquemment décelable lorsqu‘on agrandit une portion d’image.

Plus la densité des pixels constituant l’image matricielle est élevée, plus le nombre d’informations est grand, plus l’image est définie, mais aussi le poids de l’image est grand.

-Une image vectorielle est une image numérique composée d’entités géométriques telles qu’un cercle, un rectangle, polygone ou un segment de droite, obtenues par des formules mathématiques (un rectangle est défini par deux points, un cercle par un centre et un rayon ; une courbe par plusieurs points et une équation).

Exemple du cercle : image matricielle à gauche et image vectorielle à droite

La grande différence entre une image matricielle et une image vectorielle réside dans la possibilité de les agrandir ou de les rétrécir à l'infini. On ne peut pas agrandir ou rétrécir une image matricielle sans perte de qualité (on verra apparaitre les pixels ou « pixellisation »). Ce problème ne se pose pas avec les images vectorielles. Malgré l'inconvénient de perte de qualité et d'apparition de pixels , les images matricielles sont plus souples et on peut les traiter "pixel par pixel".

Cependant, les images vectorielles présentent 2 avantages : elles occupent peu de place en mémoire et peuvent être redimensionnées sans pertes d’informations et sans effet dit : d’escalier (crénelage). Les deux types d’images, une fois imprimées répondent aux mêmes caractéristiques que les images matricielles, c.-à-d. que les images imprimées sont composées de points.

Le format de l’image

Le format est la façon d’enregistrer une image sur un support de stockage. Le format d’une image est caractérisé par son extension (.png,.gif…).

Il existe :

- des formats pour les images non compressées

- des formats pour les images compressées : La compression des données ou codage de source est l'opération informatique consistant à raccourcir la taille des données afin de faciliter la transmission ou le stockage. La décompression est l'opération inverse de la compression. L’ordinateur fait des calculs pour qu'elles soient moins lourdes et donc plus rapides à charger. Certains formats sont plus adaptés que d'autres selon l'image (photo, dessin, image animée...).

Définition et résolution

· La définition est le nombre total de pixels constituant l’image, c’est-à-dire « sa dimension informatique » (le nombre de colonnes de l’image que multiplie son nombre de lignes).

Définition= Nombre de pixels en Largeur x Nombre de pixels en hauteur (en pixels)

Exemple : Une image possédant 640 pixels en largeur et 480 pixels en hauteur aura une définition de 640x480=307 200px

· La résolution d’une image est le nombre de pixels (ou de points) qui composent l’image par unité de mesure. Elle détermine sa qualité graphique, sa finesse, sa pureté.

Sa valeur désigne le nombre de pixels par unité de surface, exprimée en point par pouce (PPP), en anglais DPI pour Dots Per inch.

Un pouce représentant 2 ,54cm.

Résolution=

Une image en haute résolution (250 dpi et plus) contient un plus grand nombre de pixels par pouce qu’une image de basse résolution (100dpi et moins).La résolution permet ainsi d’établir le rapport entre le nombre de pixels d’une image et la taille réelle de sa représentation sur un support physique.

Exemple : Calculons la résolution d’une image de taille (dimensions : 5 pouces sur sa largeur et 4 pouces sur sa hauteur. De définition : 50 px (ou points) sur sa largeur x 40 px (ou points) sur sa hauteur.

Résolution=50 :5=10 dpi ou 40 :4=10dpi

Profondeur de codage (ou de couleur)

On peut stocker dans chaque pixel un certain nombre de bits. La profondeur de codage est le "nombre de bits par pixel». Plus elle est importante, plus l'image peut afficher de couleurs différentes. Elle est comprise entre 1 et 32 bits.

Nombre de Bits par pixel	1	2	3	4	5	6	7	8	24	32
Nombre de couleurs	2	4	8	16	32	64	128	256	16777216	4294967296

Explication : Si on code par exemple 24 bits dans un pixel, on a la possibilité de définir 16 777 216 couleurs différentes.

Attention : L’œil humain ne peut discerner que 2 000 000 de couleurs

Le codage de la couleur

Une couleur est codée de différentes manières en fonction du matériel cible (moniteur, imprimante, etc.).

Le système RGB, en français RVB

 . Les technologies d’affichage de l’image utilisent trois couleurs de base : le Rouge (Red en anglais), le Vert (Green en anglais) et le Bleu (Blue en anglais) d’où l’abréviation RGB. A partir de ces trois couleurs de base, on peut obtenir des milliers d’autres couleurs : c’est le principe de la trichromie.

En général chaque pixel et par conséquent sa couleur sont codés sur trois octets, soit 24 bits. De ce fait, on attribue à chaque composante un nombre compris entre 0 et 255 (FF en hexadécimal), soit 256 possibilités codées sur un octet (pour chaque composante) : le rouge de 0 à 255, le vert de 0 à 255, le bleu de 0 à 255. On obtient ainsi 256 x 256 x 256 = 16 777 216 possibilités de couleurs différentes. 

(fig.21)

Quelques exemples de couleurs :

Couleur	Noir	Bleu	Jaune	Vert	Rouge	Blanc
Composante
R	0	120	255	120	255	255
V	0	120	255	255	120	255
B	0	255	0	120	120	255

Explication : Pour avoir du jaune, il faut mélanger 255 de Rouge, 255 de Vert et 0 de Bleu. Dans la pratique, ce mélange se fait mieux avec un logiciel de dessin comme ‘’Paint ou Photoshop’’.

Système de profondeur de codage

Une image étant constituée des pixels, chaque pixel (carré) code plusieurs informations parmi lesquelles : l’absence ou la présence de couleur, la luminosité et le type de couleur, la position du pixel dans l’image etc.

Ainsi le nombre de bits par pixel détermine le nombre de couleurs affichées comme l’indique le tableau suivant ;

Nombre de couleurs	Noir et Blanc	256 couleurs	65000 couleurs	16 millions de couleur (True color)
Nombre de Bits par pixel (profondeur de codage)	1	8 bits	16 bits	24 bits

Poids d’une image

Le poids en octet d’une image est le produit de sa résolution par le nombre de bits par pixel (profondeur de codage).

Poids de l’image = [Définition] x [Profondeur de codage] :8

= Nombre de pixel x poids de chaque pixel (en octet)

D’après le tableau ci-dessus, la profondeur de codage est 24 bits (3octets) pour une image True Color. On a :

· Nombre de pixels : 640x480=307200

· Poids de chaque pixel : 24 bit/8=3 octets

· Le poids de l’image est ainsi égal à :307200x3=921600 octets soit 921600/1024=900 Ko

Plus une image est grande (en superficie), plus elle compte de pixels (en nombre), plus elle pèsera lourd (en octet) puisque toutes les informations contenues dans chaque pixel doivent être enregistrées pour restituer ultérieurement une image intacte

Formats des fichiers images

Lorsqu’on a une image, on peut l'enregistrer dans plusieurs "formats" différents selon le type de compression souhaité. Il existe plusieurs types de formats des fichiers images dont les principaux sont :

-Les formats non compressés :

· BMP (Windows Bitmap) : Pas de compression et donne un fichier assez volumineux.

· Format RAW : c’est un format de fichiers destiné aux images brutes non compressées obtenues directement à partir des périphériques de capture d’images.

- Les formats compressés

· TIF ou TIFF (Tagget Image File Format) est un format de fichier graphique bitmap (raster). C’est un ancien format graphique, permettant de stocker des images bitmap ou matricielles de taille importante (plus de 4Go compressées), sans perdition de qualité ou des périphériques utilisés.

· GIF (Graphics Interchange Format) : Les images GIF conviennent habituellement mieux pour les graphiques et les dessins. C'est un format assez vieux, qui a été néanmoins très utilisé (et qui reste très utilisé par habitude). Il est limité à 256 couleurs, mais il peut être animé.

· JPG / JPEG (Joint Photographic Experts Group) : Ce format est conçu pour réduire la taille des photos, qui peuvent comporter plus de 16 millions de couleurs différentes. Les images JPEG sont enregistrées avec l'extension .jpg ou .jpeg.

NB : Les images GIF conviennent habituellement mieux pour les graphiques et les dessins, et les images JPEG pour les photographies.

· PNG (Portable Network Graphics) le format PNG est devenu de plus en plus populaire (principalement aux dépends du format GIF). Le format PNG représente de beaucoup de points de vue le meilleur des deux formats JPEG et GIF : des millions de couleurs et une compression efficace. Le PNG existe en 2 versions, en fonction du nombre de couleurs que doit comporter l'image : PNG 8 bits : 256 couleurs et PNG 24 bits : 16 millions de couleurs (autant qu'une image JPEG)

Modes d’acquisition des images

· Acquérir une image à partir d’un périphérique

-Le scanner : c’est un appareil qui transforme une image en un fichier numérique qu’on peut garder dans un organe de stockage ou la traiter avec un ordinateur. On dit qu’on numérise l’image. Cela revient à transformer une image en une suite de bits (0 et 1) exploitable par l’ordinateur.

-Les APN (Appareils Photos Numériques) permettent de filmer l’image directement en numérique.

-Les caméscopes permettent de filmer des vidéos qui ne sont que des séquences d’images animées.

-La Webcam : C’est un appareil qui permet d’envoyer et de recevoir des images sur son ordinateur. Il est caractérisé par sa résolution exprimée en pixel.

· A partir des logiciels de dessin

Les logiciels de dessin et de DAO (Dessin Assisté par Ordinateurs) permettent de concevoir toutes les formes géométriques usuelles : Corel Draw, Photoshop, Paint, Autocad, etc.

EXERCICES

CONTROLE DES CONNAISSANCES

1) Définir : Image numérique, pixellisation.

2) Quelle est la différence entre une image matricielle et une image vectorielle ?

3) Donner deux formats d’image fixe :

●………………… (Compressé)●……...…………… (Non compressé)

4) Quelles sont les procédures d’acquisition d’une image ?

5)  Comment peut-on réduire la taille d’un fichier image ?

EXERCICE I

a. Compléter les égalités suivantes :

88 bits = ……………………O

20 Go = ……………………Mo

b.  Soit une image de taille 307200Ko, peut-on la stocker sur un flash disque de 256Mo ? Justifier.

c. Une clé USB de quelle taille minimum serait-elle capable de stocker cette image ?

EXERCICE II :

1-Définir : numérisation.                                                    

2-Citer un outil utilisé pour la numérisation d’une image.                                             

3-Citer deux caractéristiques d’une image numérique.                                      

4-Citer trois couleurs de base utilisées en infographie.                             

5-Donner un exemple de logiciels de traitement d’images.    

EXERCICE III :

1- Donner la définition de l’expression « ordinateur multimédia »              

2- Donner un exemple de graphique.

3- Citer deux types de traitement d’images.  

4- Compléter les phrases suivantes :                 

a)   Une image matricielle est représentée par :

b)  Une image vectorielle est représentée par :

EXERCICE IV :

1-Soit les unités de mesure suivantes : Pixel, Octet, DPI, PPP, Bit

Remplir le tableau ci-dessous par le/les unité(s) de mesure correspondante(s) à chaque caractéristique d’une image numérique :

Caractéristique	Unité de mesure
Taille physique d’une image
Définition d’une image
Résolution d’une image

2-On donne la liste suivante d’extensions de fichiers : GIF ; BMP ; WAV ; JPG ; TIF ; PNG ; DOC ;TXT: MP3 ;MP4.

A partir de cette liste, mettez dans chaque colonne du tableau ci-dessous les extensions habituellement utilisées pour les 3 types des fichiers suivants :

Types de fichiers	Texte	Image	Son	Vidéo
Extensions

 3-Un fichier a une taille de 120 Mo, un logiciel de compression permet de  réduire cette taille de 15%.

 3.1-Que veut dire « compresser un fichier » ?

 3.2-Cite 02 logiciels sous Windows qui permettent de compresser un fichier

 3.3-Quelle est la nouvelle taille du fichier

 3.4-Cite 02 avantages de la compression d’un fichier

EXERCICE V : Une image 480x620 est représentée avec 32 bits pour chaque pixel.

1) Donner la formule de calcul de la définition d’une image en précisant l’unité de mesure.

2) Faire l’application numérique sur cette image

3) Donner la formule qui permet de calculer la taille d’une image.

4) Faire l’application numérique sur cette image en KO

5) Définir la résolution d’une image en indiquant l’unité de mesure.

EXERCICE VI :

1-Soit le fichier image "Photo.BMP" ayant les caractéristiques suivantes :

400 pixels en largeur, 300 pixels en hauteur et 24 bits comme profondeur de codage de la couleur.

a. Déterminer la définition de cette image.

b. Déterminer la taille de cette image en octets.

c. Si on enregistre l’image sous le nom "Photo.JPG", quelles sont les caractéristiques qui vont changer ? Pourquoi ?

EXERCICE VII :

a) Ali a trouvé deux images qui contiennent le même dessin. Mais quand il les agrandi, il a obtenu ceci :

Image 1                                                                     Image 2

1.Quel est le type de l’image 1 ?

2.Quel est le type de l’image 1 ?

3.Expliquez la différence entre  les deux images .

4.Quel est l’apport de la compression de données ?

EXERCICE VIII :

               Votre petit frère en feuilletant votre cahier trouve les deux images ci-dessous. Vous lui dites que ces deux images représentent un même cercle agrandi. N’y comprenant rien il vous pose les questions suivantes :

                  Image1                                                              image2

A l’aide de vos connaissances en informatique, répondez aux questions de votre petit frère :

1-

 a) Qu’appelle-t-on image numérique ?

 b) Comment appelle-t-on les petits carrés de l’image 1 ?

 c) Comment obtient-on l’image 2 ?

 2 -

 a) Nommez le phénomène qui est arrivé à l’image 1 après l’agrandissement ?

 b) Ce phénomène est-il réversible ?

 c) le rétrécissement de l’image peut-il avoir le même effet ?

 3 -

a)   Indiquer le type de chacune des deux images.

b)   Expliquez la différence entre les deux images

EXERCICE IX :

Vous souhaitez concevoir à l’aide des TIC une banderole publicitaire afin de sensibiliser les populations de votre village sur le respect des mesures barrières de lutte contre la propagation du Covid19.

1-Définir : Format d’une image

2-nummerer deux matériels et un logiciel que vous pourrez utiliser pour réaliser cette tâche

3-Indiquez un outil de ce logiciel qui permettra d’effectuer des dessins.

4-L’une des images utilisées pour réaliser cette banderole possède les caractéristiques suivantes :

Hauteur :306px, largeur :408 px, profondeur de codage :24 bits

a-Déterminer la définition de cette image

b-déterminer sa taille en Ko

c-Déterminer la résolution de cette image si elle est  affichée sur un papier de 8.1 cm de largeur.

5-Pour l’explication de votre banderole vous souhaitez faire un enregistrement audio et vidéo en votre langue maternelle pour permettre  aux villageois qui ne savent pas lire pour bien la comprendre.

a-Décrire le processus d’acquisition de ce son et de cette vidéo

b-Proposez un type de son et un format de fichier son que vous pourrez obtenir