Représentation numérique des images

Une image numérique est un tableau de points colorés (pixels).

Par exemple, un écran d'ordinateur basique affiche 1024 pixels en largeur et 768 pixels en hauteur.

Codage de l'information de couleur des pixels :

• Image en noir et blanc :
  Un seul bit suffit pour coder l'information, par exemple 0 pour le noir et 1 pour le blanc.

• Image en niveaux de gris :
  On utilise 8 bits, ce qui donne 256 nuances de gris possibles pour le pixel, de 0 (noir) à 255 (blanc).

• Image en couleurs :
  La couleur de chaque pixel est définie par 3 composantes : Rouge, Vert et Bleu (système RVB où RGB en anglais). L'intensité de chaque composante est codée sur 8 bits, donc chaque composante a une valeur comprise entre 0 (absence de couleur) et 255 (intensité maximale de la couleur). Ainsi la couleur d'un pixel nécessite 24 bits (3 octets) pour être codée.
  La couleur du pixel est obtenue par synthèse additive, en particulier :

  • si les 3 composantes sont à 0, on obtient du noir,

  • si les 3 composantes sont identiques on obtient une nuance de gris,

  • si les 3 composantes sont à 255, on obtient le blanc.

une animation sur la synthèse additive :

Pour écrire les valeurs des 3 composantes de couleur la notation hexadécimal est souvent utilisée ce qui donne un nombre de 6 chiffres hexadécimaux. En partant de la gauche, les deux premiers chiffres indiquent la « quantité » de Rouge, les deux suivants la « quantité » de Vert et les deux derniers la « quantité » de Bleu. Le nombre hexadécimal est généralement préfixé par le symbole dièse. Voici quelques exemples :

Pour en savoir plus sur l'écriture des nombres en hexadécimal : La numération hexadécimale

Il existe plusieurs formats de fichiers pour conserver les images, pour illustrer les différentes possibilités les plus courantes, on considère une photo numérique en couleurs prise avec un appareil standard. La photo est constituée de 3264 par 2448 pixels soit 8 millions de pixels environ.

• Le format BMP :
  Habituellement, dans ce format, aucun traitement n'est fait pour réduire la place occupée en mémoire par l'image, et chaque pixel est codé sur 3 octets, donc l'image entière occupe 24 millions d'octets (24 Mo).

• Le format jpeg :
  Ce format est un format qui utilise un système de compression avec une perte de qualité qui est paramétrable. L'image de test compressée en jpeg avec une qualité de 100 % occupe 4,4 Mo d'espace mémoire. En abaissant la qualité à 70 %, elle occupe seulement 962 ko.

• Le format png :
  Ce format utilise également un système de compression mais sans perte de qualité. L'image de test compressée en png occupe 9 Mo d'espace mémoire.

Pour réduire encore l'espace occupé en mémoire par l'image il est possible de réduire ses dimensions, par exemple l'image incluse dans cette page fait 550 par 410 pixels, elle est compressée en jpeg avec une qualité de 70 %, ce qui permet d'abaisser son « poids » à 70 ko tout en conservant une bonne qualité. Cela est essentiel pour avoir un temps raisonnable de chargement de la page web.

Tous les changements de formats et de dimensions d'image peuvent être exécutés avec les logiciels courants de traitement d'image.

Test de connaissances : Quiz sur la représentation numérique des images