Codage d'une image

Introduction

En informatique (ordinateurs, appareil photo numérique, téléphone) une image est composée de pixels. Chaque pixel correspond à un point de l’image et l’ensemble de ces points donne une impression d’image continue :

L’image ci-dessus comporte 190152 pixels mais notre œil n’est pas capable de les voir. Le nombre de pixels composant une image est appelé définition. Les images étant toujours rectangulaires, les pixels forment un tableau (ou une matrice) qui a donc un certain nombre de lignes et de colonnes. On donne souvent la définition d’une image par un produit du nombre de colonnes par le nombre de lignes. Par exemple, l’image ci-dessus a une résolution de 417x459 pixels ou de 190152 pixels.

Image noir et blanc

Le format PBM (Portable Bit Map) permet de créer simplement des images à partir d’un fichier texte. Prenons l’exemple d’image PBM suivant :

Détaillons la composition de ce fichier :

ligne 1 : P1 indique le format PBM ;
ligne 2 : 7 9 indique le nombre de colonnes et de lignes (séparés par un espace) ;
lignes suivantes : décrivent les pixels de l’image, 1 pour un pixel noir et 0 pour un pixel blanc.

1) Ouvrez un éditeur de texte (par exemple Geany ou Éditeur de texte), recopiez le code précédant et sauvegardez-le avec le nom « question1.pbm ». Ensuite ouvrez le fichier avec Gimp et zoomez à 1600 % (Clic droit → affichage). Vous devez voir un huit.

2) Créez une image représentant la lettre I sur 9 lignes et 7 colonnes. Appelez le professeur.

3) Complétez les informations manquantes à la ligne 2 du fichier suivant et décrire ce que représente l’image correspondante :

4) Voici la représentation d’une image BPM. Proposez un contenu de fichier possible pour obtenir cette image.

Image en niveau de gris

Il existe le format PGM (Portable Grey Map) qui permet de faire prendre n’importe quelle teinte de gris aux pixels. Il ressemble beaucoup au format PBM. Voici un exemple :

P2
10 12
90
90 80 70 60 50 40 30 20 10  0
0  10 20 30 40 50 60 70 80 90
90 80 70 60 50 40 30 20 10  0
0  10 20 30 40 50 60 70 80 90
90 80 70 60 50 40 30 20 10  0
0  10 20 30 40 50 60 70 80 90
90 80 70 60 50 40 30 20 10  0
0  10 20 30 40 50 60 70 80 90
90 80 70 60 50 40 30 20 10  0
0  10 20 30 40 50 60 70 80 90
90 80 70 60 50 40 30 20 10  0
0  10 20 30 40 50 60 70 80 90

Détaillons la composition de ce fichier :

ligne 1 : P2 indique le format PGM ;
ligne 2 : 10 12 indique le nombre de colonnes et de lignes (séparés par un espace) ;
ligne 3 : 90 indique la valeur maximale qui va correspondre au blanc ;
lignes suivantes : décrivent les pixels de l’image, 0 pour un pixel noir et la valeur maximale pour un pixel blanc. Les valeurs intermédiaires vont faire du gris.

5) Ouvrez un éditeur de texte, recopiez le code précédant et sauvegardez-le avec le nom « question5.pgm ». Ensuite ouvrez le fichier avec Gimp et zoomez à 1600 % (Clic droit → affichage).

Voici une image de 30px par 7px :

6) Combien y a-t-il de nuances de gris en plus du noir et du blanc ?

7) Proposez un codage de l’image. Appelez le professeur.

Image RGB

Nous allons maintenant voir comment coder les couleurs dans une image. En informatique on utilise la synthèse additive pour former n’importe quelle couleur :

Les trois couleurs primaires sont le rouge (Red), le vert (Green) et le bleu (Blue). On parle alors de couleur RGB. Il est possible de créer n’importe quelle couleur à partir de différentes quantités des trois couleurs primaires. Pour quantifier ces quantités, on utilise un nombre entre 0 et 255 pour chaque couleur primaire (0 pour l’absence de couleur et 255 pour un maximum de couleur). Ainsi le rouge est codé (255, 0, 0). Vous pouvez essayer différents mélanges sur w3schools.

8) En vous aidant de cette page de sélection de couleur (il suffit de saisir le nom de la couleur dans le champ) : déterminez le code RGB des couleurs suivantes :

red
green
blue
yellow
orange
pink
violet
grey
agenta

Il existe un format d’image, proche des deux précédents qui permet de créer simplement des images colorées : le format PPM (Portable PixMap). Voyons encore une fois un exemple :

P3
3 2
255
150   0   0    0 255   0    0 255 255
120 200  75  255   0 255   75   0   0

Détaillons la composition de ce fichier :

ligne 1 : P3 indique le format PPM ;
ligne 2 : 3 2 indique le nombre de colonnes et de lignes (séparés par un espace) ;
ligne 3 : 255 indique la valeur maximale pour une couleur ;
lignes suivantes : décrivent les pixels de l’image par groupe de trois valeurs « R, G, B ». Le nombre d’espaces n’a aucune importance.

9) Ouvrez un éditeur de texte, recopiez le code précédant et sauvegardez-le avec le nom « question9.ppm ». Ensuite ouvrez le fichier avec Gimp et zoomez à 1600 % (Clic droit → affichage).

10) Proposer un fichier PPM affichant les 9 couleurs de la question 8 dans un carré de trois pixels par trois.