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TRAITEMENT DIMAGES

CHAPITRE I :

Le traitement dimagesest lensemble des mthodes et techniques oprant sur les images numriques, dans le but

d'amliorer leur qualit ou d'en extraire de l'information.

1- Le Systme visuel :

Le systme visuelest l'ensemble des organes participant la perception visuelle. Son rle est de percevoir et

d'interprter les images.

La perception visuelle: l'il(la perception) + le cerveau (le traitement).

Lil humaine: il lui permet de capter la lumire, pour ensuite l'analyser et interagir avec son environnement

Lenveloppe externe Lenveloppe moyenne Lenveloppe interne

- La sclrotique

- La corne - La conjonctive

- La chorode - Liris - La pupille - Le cristallin - Le corps ciliaire

- La rtine - La fova

- La tache aveugle ou papille

- Le nerf optique

La rtine est l'organe sensible de lavision,sa partie sensible la lumire se compose de photorcepteurs ( les cnes etles btonnets) qui captent les signaux lumineux (photons)et les transforment en signaux nerveux.

les btonnets les cnes (RVB)- Vision crpusculaire et nocturne en noir et blanc- 120 millions par il= 95%

- Associes la dtection des mouvements

- Vision diurne et colore- 5 7 millions par il= 5%

- Convertir l'nergie lumineuse en variation du potentiellectrique de membrane.

Photographie ~ LilPhotographie Lentille Diaphragme Chambre noir Plaque sensible

il Cristallin Iris Lintrieur de lil Rtine

2- Le fonctionnement de lil:

La lumirepntre dans l'il, passant travers la corne et la pupille (contrle par l'iris) et est reflte par lecristallin. Le cristallin inverse le sens de la lumire et projette une image renverse sur la rtine directementconnecte, via le nerf optique, au cerveau. Les photorcepteurs (cnes et btonnets) de la rtine captent lessignaux lumineux et les transforment en signaux lectriques (influx nerveux) transmis par la suite au cerveau quiinterprte les images et nous rend le monde extrieur lendroit.

Accommodation : Lil s'adapte (dformation du cristallin) pour voir nettement des objets placs diffrentesdistances.

Pupille: Sa taille varie pour rguler l'intensit de lumire entrant dans l'il.

3- Les proprits de la vision :

Lacuit visuelle: La nettet des images n'est obtenue qu'au voisinage de l'axe optique.

La persistance rtinienne: Les influx nerveux persistent sur la rtine pendant 50 30ms aprs la fin de lexcitationlumineuse. En effet, une succession rapide dimages fixes donne lillusion du mouvement.

Apprciation des couleurs : Cest les cnes qui permettent la perception des couleurs, partir dune certaineintensit du faisceau lumineux appele seuil chromatique.

http://fr.wikipedia.org/wiki/Visionhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Visionhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Photonhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Photonhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Vision

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CHAPITRE II :

1- La lumire

La lumireest lensemble des ondes lectromagntiques visibles par lil humain.

avec : : longueur donde; : vitesse de la lumire dans le vide ; frquence

La longueur d'onde correspond la couleur de la lumire.

Lumire Monochromatique : Est un ensemble dondes lectromagntiques de mmes longueurs d'onde.

Lumire Polychromatique : Est un ensemble dondes lectromagntiques de longueurs d'onde diffrentes.

Le spectre lectromagntique : Un phnomne naturel, permet de constater que le rayonnement solaire estdcomposable en plusieurs lumires.

- Lil humain distingue ainsi les radiations comprises entre le violet (400nm) et le rouge (700nm).

2- La couleur

Une couleurcorrespond une longueur d'onde appartenant au spectre visible.

- Lil rattache une couleur quelconque les trois caractristiques suivantes :TeintePuretIntensit

Teinte (Tonalit) :La couleur (Rouge, jaune, vert, bleu, violet).

Puret (Saturation) :elle permet de mesurer la proportion de couleur pure par rapport au blanc.

Intensit (luminosit) :la capacit de lchantillon rflchir plus ou moins la lumire(clair ou fonc).

3- La restitution des couleurs : ladditive & la soustractive

Couleurs primaires :Rouge+ Vert+ Bleu= Blanc.

Couleurs secondaires :Cest la superposition de 2 couleurs primaires (la complmentairede la 3me

couleur primaire)Couleurs complmentaires :2 Couleurs sont complmentaires si leur superposition donne du blanc.

Synthse additive : Reconstituer des couleurs par l'addition, provenant de 3sources (selon certaines proportions).

- Couleurs primaires :Rouge+ Vert+ Bleu=Blanc.- Couleurs secondaires :Cest la superposition de 2 couleurs primaires (la complmentairede la 3mecouleur

primaire)Bleu +Vert = CyanRouge +Bleu =MagentaRouge + Vert = Jaune

- Couleurs complmentaires :2 Couleurs sont complmentaires si leur superposition donne dublanc.

Synthsesoustractive: Obtenir de nouvelles couleurs en soustrayant des couleurs la lumire blanche (filtrage).

- Couleurs primaires :Jaune+Magenta+Cyan= Noir- Couleurs secondaires :Cest la superposition de 2 couleurs primaires (la complmentairede la 3mecouleur

primaire)

Jaune +Magenta=RougeCyan +Magenta= BleuCyan +Jaune = Vert

- Couleurs complmentaires :2 Couleurs sont complmentaires si leur superposition donne du noir.

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CHAPITRE III :

1- Acquisition

Limage: Cest la projection d'une partie de l'information lumineuse de la scne sur un plan, qui est forme autravers d'un systme optique.

Deux types dimages: Naturelles et Artificielles.

La chaine dacquisition :Le but de lacquisition est de convertir une vue du monde rel en une image numrique.Monde *Systme optique+ Image analogique *CAN+ Image numrique.

La numrisation : Cest laconstruction d'une image numrique (discrte) d'une image du monde rel (continu).

Une image numrique est un ensemble de pixel (x, y, v) pour lesquels x, yet vcorrespondent respectivement auxl'abscisse, l'ordonneet l'intensit lumineusedu pixel.

o Pour numriser une image :chantillonnage(nombre de pixels) et Quantification (nombre de bits + la valeur)

1- Echantillonnage

Echantillonnage temporel (1D) :transformer un signal analogique (continu) en un signal numrique (discret), encapturant des valeurs dans un intervalle de temps rgulier.

La priode/Le Taux/Le pas d'chantillonnage :La priode dans laquelle les valeurs sont captures.

Lchantillonnage est une multiplication du signal continu par un train dimpulsions de Dirac.

Frquence dchantillonnage:La qualit du signal numris dpend fortement du choix de la frquence.Si la frquence d'chantillonnage est trop faible Image de mauvaise qualit.

Si la frquence d'chantillonnage est trop leve Image de bonne qualit.

Thorme de Shannon : la restitution du signal dorigine partir du signal chantillonn, nest possible que si lafrquence dchantillonnageest suprieure au double de la frquence maximale du signal dentre.

chantillonnage spatial (2D):La fonction dchantillonnage est une brossedimpulsions de Dirac.Une image numriqueest un ensemble d'impulsions de Dirac o chaque impulsion est au centre d'un pixelet a pouramplitude l'intensit de ce pixel.

Lchantillonnage dune imagerevient finalement dterminer le nombre de pixels totalde limage.

Rsolution spatiale = nombre lignesxnombre colonnes

2- Quantification

Lintensit des chantillonsCestun nombre fini de valeurs binairesdont chacune correspond un niveaude quantification.

Un niveau de quantificationest un mot binaire cod sur kbits (Niveaux possibles).- 1bit/pixel : images en noir et blanc, 2 niveaux.- 8bits/pixel : images en niveaux de gris(256 niveaux de gris)- 24bits/pixels : image de couleurs vrais(8 bits Rouge+ 8 bits Vert+ 8 bits Bleu) 16.77 millions niveaux

Rsolution tonale :Cest le nombre de bits par pixel.

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Deux types dimages numriques : Matricielleet Vectorielle.

1- Image Matricielle

Image matricielle (bitmap) : Les donnes de l'image sont reprsentes par une matrice de pixels, chaque pixel estattribue une valeur code sur un certain nombre de bits qui correspond la couleur (l'intensit lumineuse)

Type dimages bitmap:

- images en noir et blanc(Dj vue) : 2 couleurs- images en niveaux de gris(Dj vue) : 256 couleurs- image de couleurs vrais(Dj vue) : 16 millions couleurs- images palette(images en couleurs indexes) : offre l'avantage de rduire l'espace de stockage.

On considre que 256 couleurs sont suffisantes sur les 16 millions possibles, et on les stocke dans une table

indexe de 256 lignes, et chaque pixel de limage on attribue la valeur de lindice de la couleur.

Les images couleurs (Matricielle) : Peuvent tre reprsentes en deux formes :Approche vectorielle:une image dont la valeur de chaque pixel est un vecteur de 3 couleurs primaires.Approche marginale: 3 images reprsentant chacune une composant couleur.

Les caractristiques dune image bitmap:La dfinition de limage: (480x 600) avec 480 est la hauteuret 600 est la longueuren pixelsLe Profondeur de limage : Cest le nombre de bits codant la couleur dun pixel.La Rsolution de limage: Est le nombre de pixels par pouce (ppp: points par pouce)La dynamique de limage: Est le nombre de couleurs disponibles pour encoder limage. D = 256 pour 8bits.

EXERCICE1) 50 ppp 50*2/2.54 = 40 --- 50*3/2.54 = 60 La dfinition (40x60)

100ppp100*2/2.54 = 80 --- 100*3/2.54 = 120 La dfinition (80x120)

300ppp300*2/2.54 = 240 --- 300*3/2.54 = 360 La dfinition (240x360) = 86400pixels2) 1 bit La taille : 86400 bits = 10,8 ko

2 bits La taille : 172800 bits = 21,6 ko

8 bits La taille : 691200 bits = 86,4 ko

1- Image Matricielle

L'image vectorielle :Les donnes sont reprsentes par des formes gomtriques (Droites, Rectangles,Cercle) qui vont pouvoir tre dcrites d'un point de vue mathmatique.

Elles occupent peu de place.Avantages -- Elles peuvent tre redimensionnes sans dgradation de qualit

- Temps daffichage long.Inconvnients

- Impossible de transformer une image bitmap trop complexe en une image vectorielle.

Format dimage : reprsentation informatique associe des informations sur la faon dontCest unelimage est code.