Chapitre 1 :Images numériques(suite):
Codages et couleurs
Le codage d’information consiste à représenter les informations sous forme de suite de bits 0 et 1.
Les modes de couleurs correspondent à la façon avec laquelle est codée une image numérique, chacun d’eux possède sa propre technique de codage.
Pour stocker une image, il faut coder ses couleurs ! Il existe plusieurs formats de codage de couleurs en informatique mais on ne traitera dans ce sujet que quelques uns.
- Le RVB(Rouge,Vert,Bleu):
Chaque pixel possède une couleur propre et une seule
D’après la trichromie, il suffit d’un triplet de couleurs pures pour restituer une grande palette de couleurs (théoriquement l’ensemble des couleurs visibles mais pratiquement pas toutes).
Un des triplets de couleurs de base est le RVB (ou RGB, en anglais, “Red, Green, Blue”) qui est le mode le plus utilisé. L ‘espace RVB est l’espace vectoriel engendré par ces 3 composantes et l’ensemble des couleurs produites en les mélangeant se représente comme l’intérieur d’un cube
Exemple d’appareil utilisant le RVB : Télévision
Un pixel peut être codé sur 32 bits, mais 24 bits permettent de coder les couleurs (les autres 8 bits servent à coder une information de transparence « alpha channel » (comme pour le format PNG) ou bien à rien).Dans le cas où on utilise 24 bits pour coder un pixel en mode RVB, 8 bits sont consacrés à chaque couleur fondamentale c'est-à-dire : 8 bits pour le rouge, 8 bits pour le vert et 8 bits pour le bleu.
Chaque couleur étant codée sur 8 bits, on a donc 256 (= 2^8) niveaux d’intensité pour chaque couleur. Ces niveaux d’intensité sont représentés par une valeur comprise entre 0 et 255.
Une image codée sur 24 bits peut donc représenter 256x256x256 couleurs (environ 16 millions)! Le codage binaire des couleurs en 24 bits se fait comme suite :
Exemple
Le noir est composé de :
Valeur du Rouge : 0 (en base 10) ce qui donne 00000000 en binaire
Valeur du Vert : 0
Valeur du Bleu : 0
Le noir est donc codé en binaire sur 24 bits :
Le Blanc : (255 pour les 3 couleurs > donne (1) 24 fois en binaire)
Exemple de décomposition en RVB (rouge, vert, bleu) :
- TSL (Teinte saturation lumière) :
Le TSL est une variante du mode RVB qui se base sur la capacité de perception de couleurs par l’œil humain
La teinte dans ce cas est représentée par un angle du cercle des couleurs, à chaque 120° on retrouve le rouge, vert et bleu (0° et 360° pour le rouge, 120° pour le vert, 240° pour le bleu…)
La saturation est le taux de pureté de la couleur, allant de 0% à 100%. (0% correspond au gris)
La lumière allant de 0% (noir) à 100% (blanc)
La conversion de TSL en RVB (ou l’inverse) est possible grâce à des transformations mathématiques.
- YUV
Le mode YUV quant à lui, sert à représenter les couleurs en se basant sur la luminance et la chrominance. Le Y représente la luminance et la suite représente la chrominance.
Ce mode de couleurs est très utile pour la compression (JPEG, qu’on va voir par la suite).
Il est utilisé dans les systèmes PAL et NTSC de diffusion télévisuelle.
La conversion de YUV en RVB (ou l’inverse) est possible grâce à des transformations mathématiques.
On transforme d’abord l’intervalle [0, 255] en [0,1] puis on utilise ces formules matricielles :
Coder chaque pixel en 24 bits conduit à une taille d’image très importante, d’où l’intérêt de la compression.
Si on considère que 256 couleurs parmi 16 millions sont suffisantes, on peut coder chaque pixel sur 8 bits, cela permet de réduire la place (mais la qualité de l’image est moins bonne).
On peut aussi coder les images en deux niveaux (noir et blanc) sur 1 bit.
En ce qui concerne les images en teinte, elles se basent sur la luminosité, on ne code que le niveau de l'intensité lumineuse, généralement sur un octet (256 valeurs). La valeur 0 correspond au noir et la valeur 255 correspond au blanc.
Ce mode de codage est suffisant pour coder des images en noir et blanc.
- CMJN
L’image CMJN est un type d’image destinée à l’impression offset, qui fonctionne en 4 passages en machine pour 4 couleurs (cyan, magenta, jaune, noir). La superposition des quatre couleurs permet d’obtenir toutes les couleurs. On appelle la couleur soustractive car les quatre couleurs à leur maximum d’intensité donnent la couleur noire.
Exemple de décomposition en cyan, magenta, jaune et noir :
Il existe d’autres modes de couleurs : RGBA, LAB , TSV, XYZ,…
