Photographie numérique : principes de base

Digital Image

Digital Photography

• Capturing Images: Digital cameras convert light into electrical signals, which are then processed and stored as digital data.
• Image Sensors: Charge-Coupled Devices (CCDs) and Complementary Metal-Oxide-Semiconductors (CMOS) are the two main types of image sensors used in digital cameras.
• Resolution: Measured in megapixels (MP), it determines the level of detail in an image.
• File Formats: Common formats include JPEG (compressed), TIFF (uncompressed), and RAW (unprocessed).

Image Processing

• Image Enhancement: Techniques used to improve image quality, such as:
  • Contrast stretching
  • Noise reduction
  • Sharpening
• Image Restoration: Techniques used to restore degraded images, such as:
  • Deblurring
  • De-noising
• Image Analysis: Techniques used to extract information from images, such as:
  • Edge detection
  • Object recognition
• Image Segmentation: Divide an image into its constituent parts or objects.

Image Compression

• Lossy Compression: Discards some data to reduce file size, e.g., JPEG (DCT-based).
• Lossless Compression: Reversibly compresses data without losing information, e.g., GIF (LZW-based).
• Compression Algorithms:
  • Discrete Cosine Transform (DCT)
  • Fast Fourier Transform (FFT)
  • Wavelet Transform
• File Formats: Common compressed formats include JPEG, GIF, and PNG.

La Photographie Numérique

• Les appareils photo numériques convertissent la lumière en signaux électriques, qui sont ensuite traités et stockés sous forme de données numériques.
• Les capteurs d'images sont de deux types principaux : les Dispositifs à Transfert de Charge (CCD) et les Semi-Conducteurs à Oxyde de Métal Complémentaire (CMOS).

Résolution et Formats de Fichiers

• La résolution est mesurée en mégapixels (MP) et détermine le niveau de détail d'une image.
• Les formats de fichiers couramment utilisés sont le JPEG (compressé), le TIFF (non compressé) et le RAW (non traité).

Traitement d'Image

Amélioration d'Image

• Les techniques d'amélioration d'image sont utilisées pour améliorer la qualité de l'image, notamment :
  • Étirement de contraste
  • Réduction du bruit
  • Aiguisage

Restauration d'Image

• Les techniques de restauration d'image sont utilisées pour restaurer les images dégradées, notamment :
  • Défloutage
  • Débruitage

Analyse d'Image

• Les techniques d'analyse d'image sont utilisées pour extraire des informations à partir des images, notamment :
  • Détection de contours
  • Reconnaissance d'objets

Segmentation d'Image

• La segmentation d'image consiste à diviser une image en ses parties ou objets constitutifs.

Compression d'Image

• La compression avec perte discarde certaines données pour réduire la taille du fichier, par exemple le JPEG (basé sur la transformée cosinus discret).
• La compression sans perte compresse les données de manière réversible sans perdre d'information, par exemple le GIF (basé sur l'algorithme LZW).
• Les algorithmes de compression couramment utilisés sont :
  • La transformée cosinus discret (DCT)
  • La transformée de Fourier rapide (FFT)
  • La transformée en ondelettes
• Les formats de fichiers couramment compressés sont le JPEG, le GIF et le PNG.

Traitement d'Image Numérique

• Le traitement d'image numérique consiste à manipuler des images numériques à l'aide d'algorithmes et de techniques mathématiques.
• Les objectifs sont d'améliorer la qualité de l'image, d'extraire des informations et d'enchâsser l'apparence visuelle.
• Il existe deux types de traitement d'image : le traitement dans le domaine spatial (manipulation directe des valeurs de pixels) et le traitement dans le domaine fréquentiel (manipulation des composantes fréquentielles de l'image).

Photographie Numérique

• La photographie numérique consiste à capturer des images numériques à l'aide d'appareils photo ou d'autres dispositifs.
• Les caractéristiques de la photographie numérique incluent une haute résolution et un détail élevé, la possibilité de visualiser et de supprimer immédiatement les photos, ainsi que la capacité de modifier et d'améliorer les images à l'aide de logiciels.
• Les composants clés d'un appareil photo numérique sont le capteur d'image (CCD ou CMOS), la lentille et l'unité de traitement d'image.

Amélioration d'Image

• L'amélioration d'image consiste à utiliser des techniques pour améliorer la qualité d'une image numérique.
• Les méthodes d'amélioration d'image incluent l'étirement de contraste (augmentation du contraste entre les zones claires et sombres), l'égalisation d'histogramme (ajustement du niveau de luminosité et de contraste) et la mise au point (augmentation de la netteté de l'image).

Segmentation d'Image

• La segmentation d'image consiste à diviser une image en ses parties constituantes ou objets.
• Les objectifs de la segmentation d'image sont d'identifier les objets ou les régions d'intérêt, d'extraire les caractéristiques ou les modèles et de séparer le premier plan du second plan.
• Les techniques de segmentation d'image incluent la seuillée (séparation des objets en fonction des valeurs de pixels), la détection de contours (identification des limites des objets) et la croissance de région (regroupement des pixels en régions).

Compression d'Image

• La compression d'image consiste à réduire la taille d'un fichier d'image numérique.
• Les techniques de compression d'image sont divisées en deux catégories : la compression sans perte (réversible, sans perte de données) et la compression avec perte (irréversible, avec perte de données).
• Les méthodes de compression d'image incluent le codage par longueur de série (RLE), le codage de Huffman, la transformée cosinus discrète (DCT), la compression fractale et la compression par ondelettes.