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 | A chaque format d'image correspond un codage spécifique de l'information et éventuellement un algorithme de compression.
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a) Comprendre la compression d'image. | |
 | Pour comprendre, il faut d'abord savoir comment est codée une image. Une image est constituée d'un ensemble de points appelés pixels (pixel est une contraction de PICture ELement) Le pixel représente ainsi le plus petit élément constitutif d'une image numérique.
|  Lettre E en pixel |
Donc pour décrire une image il faut décrire l'ensemble de ses pixels et surtout la couleur de chacun deux. Si l'on considère que 1 équivaut à un pixel blanc et 0 à un pixel noir voici le code numérique simplifié en BMP de notre image (longueur : 35 caractères).
7, 5, 11111100011011110011101111000111111 Les deux premiers chiffres correspondent à la taille de l'image : 7x5 pixels.
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 | Maintenant introduisons de la couleur avec une colonne en vert, une en jaune et une rouge.
|  Lettre E en couleur |
Pour arriver à définir correctement le spectre de couleur il faut utiliser une représentation dite RGB (Red, Green, Blue). Dans cette représentation la rouge a le code 100, le jaune 110, vert 010 et le blanc 111. Le code numérique de notre image est donc : 111111111111111111010110100111111010111111111111010110111111111010111111111111010110100111111111111111111 Nous voyons immédiatement que le fait d'ajouter de la couleur a considérablement augmenté la taille du code de l'image (longueur : 105 caractères).
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b) Exemple d'un algorithme de compression sans perte : LZW | |
 | LZW, inventé par Lempel, Ziv et Welch, est un algorithme très rapide aussi bien en compression qu'en décompression, basé sur la multiplicité des occurrences de séquences de caractères dans la chaîne à encoder. Son principe consiste à substituer des motifs par un code d'affectation (indice) en construisant au fur et à mesure un dictionnaire. De plus, il travaille sur des bits et non sur des octets, il ne dépend donc pas de la manière dont le processeur code l'information. C'est un des algorithmes les plus populaires, il est notamment utilisé dans les formats TIFF et GIF. La méthode de compression LZW a été brevetée par la société
Unisys
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| Chercher des séquences qui se répètent dans la lettre E afin de créer un dictionnaire. En déduire ensuite le nouveau codage de l'image. Calculer le ratio. On profite du fait que la lettre E soit verticalement symétrique. 0 : 111111111111111 (Première et dernière lignes de la lettre) 1 : 111010110100111 (Deuxième et sixième lignes de la lettre) 2 : 111010111111111 (Troisième et cinquième lignes de la lettre) 3 : 111010110111111 (Quatrième ligne de la lettre) Le code : 0123210 Si nous ajoutons le nombre de caractères (la ponctuation est négligée) utilisés pour le dictionnaire et pour le code nous arrivons à une taille de 64 + 7 = 71 caractères soit une compression sans perte de 33% (71*100/105).
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 | Le format BMP est un format sans compression développé conjointement par Microsoft et IBM, ce qui explique qu'il soit particulièrement répandu sur les plates-formes Windows et OS/2. Un fichier BMP est un fichier bitmap, c'est-à-dire un fichier d'image graphique stockant les pixels sous forme de tableau de points et gérant les couleurs soit en couleur vraie soit par une palette indexée de couleurs.
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GIF (Graphic Interchange Format) | |
 | Une image GIF peut contenir de 2 à 256 couleurs (2, 4, 8, 16, 32, 64, 128 ou 256) parmi 16.8 millions dans sa palette. Ainsi grâce à cette palette limitée en nombre de couleurs (et non limitée en couleurs différentes), les images obtenues par ce format ont une taille généralement très faible. Ce format supporte la compression LZW. Le format Gif 87a offre une fonction d'entrelacement permettant d'afficher l'image progressivement et la possibilité d'enregistrer des images animées (GIF animés) et le format Gif 89 ajoute la possibilité de définir une couleur transparente très utile lors de la superposition d'images.
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| Si nous reprenons le lettre E en couleur, la palette de couleurs sera constituée par quatre entrées : 0 pour le blanc (111), 1 pour le vert (010), 2 pour le jaune (110) et 3 pour le rouge (100). Le code de la lettre E en format GIF est donc : 00000012300100001200010000123000000 Ce qui est nettement plus court que le code BMP.
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 | Développé par le Joint Picture Expert Group au cours des années 1980, le format JPEG ou JPG reste aujourd'hui un standard. Bien qu'avec perte, ce format peut gérer un taux de compression afin de définir la qualité de l'image compressée. Il n'impose aucune limitation dans le nombre de couleurs de l'image, ce qui en fait le format de prédilection pour compresser les photos ou les images de 32 bits (16 millions du couleurs). Le processus de compression est très complexe et s'effectue en plusieurs passes. Il est basé sur la transformée en cosinus discrète (DCT), une formule mathématique dérivée de la transformée de Fourrier, appliquée à des blocs de pixels. Les paramètres de cette fonction mathématique font office de taux de compression et permettent d'obtenir des rapports allant de 20:1 à 25:1.
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PNG (Portable Network Graphics) | |
 | Le format PNG est un format de fichier graphique bitmap. Il a été mis au point en 1995 afin de fournir une alternative libre au format GIF, format propriétaire dont les droits sont détenus par la société Unisys, propriétaire de l'algorithme de compression LZW. Le format PNG permet de stocker des images en noir et blanc, en couleurs réelles ainsi que des images indexées faisant usage d'une palette de 256 couleurs.
. De plus, il supporte la transparence par couche alpha, c'est-à-dire la possibilité de définir 256 niveaux de transparence, tandis que le format GIF ne permet de définir qu'une seule couleur de la palette comme transparente. Il possède également une fonction d'entrelacement permettant d'afficher l'image progressivement. La compression proposée par ce format est une compression sans perte meilleure que la compression GIF
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TIF (Tagged Image File Format) | |
 | Le format TIF ou TIFF est un format de fichier graphique bitmap mis au point en 1987. Le format TIFF est un ancien format graphique, permettant de stocker des images bitmap de taille importante (plus de 4 Go compressées), sans perte de qualité et indépendamment des plates-formes ou des périphériques utilisés. Le format TIFF permet de stocker des images en noir et blanc, en couleurs réelles ainsi que des images indexées faisant usage d'une palette de couleurs.
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C2IMES - https://www.c2imes.org |
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