L'encodage des images informatiques

1- Les images bitmap

Ces images sont pixellisées. Un pixel est le plus petit élément de l’image, il contient trois luminophores (un bleu, un rouge, un jaune). Il peut se représenter sur un graphique avec deux axes dont l’origine se trouve en haut à gauche (le pixel correspond à une case). On peut ainsi définir la résolution : il s’agit du nombre de pixels que l’image compte horizontalement multiplié par le nombre de pixels verticaux.
La méthode utilisée pour le codage de la couleur est dépendante du nombre de couleurs contenues dans l’image :

• Bitmap noir et blanc : en stockant un bit dans chaque case, on définit deux couleurs, noir et blanc.
• Bitmap 16 couleurs ou 16 niveaux de gris : en stockant 4 bits dans chaque case, on peut définir 2⁴ = 16 possibilités d’intensités pour chaque pixel ; donc 16 couleurs ou dégradés allant du blanc au noir.
• Bitmap 256 couleurs ou 256 niveaux de gris : en stockant un octet dans chaque case, il est possible d’obtenir
  2⁸ = 256 dégradés de gris allant du blanc au noir ou couleurs différentes.
• Palette de couleurs : chaque couleur utilisée pour cette image est stockée dans une case différente de la palette. Un indice est assigné à chacune des cases. Dans le codage, la couleur est repérée par cet indice.
• « Couleurs vraies » : cette méthode utilise les trois couleurs primaires. Chacune de ces couleurs est codée sur 8 bits, ce qui donne 256 teintes (2⁸ = 256) différentes pour chacune de ces couleurs primaires. Ce procédé permet donc de coder environ 16 millions de couleurs (256³ = 16777216).

1-1- Le format BMP

Il est développé par IBM et Microsoft. Il est facile à mettre en œuvre.
La structure d’un fichier bitmap est la suivante :

• L’en-tête du fichier,
• L’en-tête du bitmap,
• La palette de couleurs,
• Le codage de l’image.

1-1-1- L'en-tête du fichier

Elle est composée de quatre champs. Elle fournit des informations sur le type de fichier, sa taille et indique où commencent les informations de l’image.

• La signature (2octets) : elle indique qu’il s’agit d’un fichier BMP.
• La taille totale du fichier en octets (4octets)
• Le champ réservé (4 octets)
• L’offset de l’image c’est-à-dire l’adresse relative du début des informations concernant l’image par rapport au début du fichier.

1-1-2- L'en-tête de l'image

Elle fournit des informations sur l’image : ses dimensions et ses couleurs.
L’entête de l’image est composée des champs suivants :

• La taille de l’entête de l’image (4 octets),
• La largeur du bitmap en pixels (4octets) c’est-à-dire le nombre de pixels horizontalement,
• La hauteur du bitmap en pixels (4 octets) c’est-à-dire le nombre de pixels verticalement,
• La profondeur de codage c’est-à-dire le nombre de bits utilisés pour coder la couleur (2 octets). Cette valeur peut-être égale à 1, 4, 8, 16, 24 ou 32,
• La méthode de compression (4 octets). Cette valeur vaut 0 lorsque l’image n’est pas compressée,
• La taille totale de l’image en octets (sur 4 octets),
• La résolution horizontale (sur 4 octets) c’est-à-dire le nombre de pixels par mètre horizontalement,
• La résolution verticale (sur 4 octets) c’est-à-dire le nombre de pixels par mètre verticalement,
• Le nombre de couleurs de la palette (4 octets),
• Le nombre de couleurs importantes de la palette (sur 4 octets).

La capture d’écran ci-dessous montre, dans l’encadré rouge, le codage en hexadécimal de l’en-tête du fichier et de l’en-tête de l’image d’une image BMP.

1-1-3- La palette de l'image

Elle est optionnelle.
Elle est composée du bleu, du vert, du rouge et d’un champ réservé, chacun sur un octet.

1-1-4- Le codage de l'image

Il se fait en écrivant successivement les bits correspondant à chaque pixel, ligne par ligne, en commençant par le pixel en haut à gauche.

L’inconvénient de ce format est que la résolution est fixe : chaque pixel garde sa propre information de l’image. Par conséquent le poids de l’image est important. Il nécessite une grande capacité de traitement.

1-2- Le format GIF

Il existe deux versions de ce format :

• Le GIF 87a crée en 1987
• Le GIF 89a crée en 1989.

Il s’agit d’un format bitmap de 2 à 256 couleurs parmi seize millions de couleurs dans sa palette. Comme il a une palette limitée en nombre de couleurs, il a une taille très faible.

Ce format est sous brevet Unisys : c’est donc un format propriétaire.

Le GIF animé est une méthode simple qui reprend un peu l’idée du cartoon. C’est une succession d’images à un même emplacement : lorsque la première image est ouverte, la deuxième vient alors se placer dessus et ainsi de suite. Il contient donc plusieurs images contenant des informations sur la vitesse de défilement, le nombre de répétition, etc.…

1-3- Le format JPEG

JPEG vient de Joint Photo Expert Group. Ce format est libre de droit. Il permet une représentation en couleurs vraies (16 millions). Ce format ne supporte pas l’animation. Le format JPEG présente un inconvénient majeur : la qualité de l'image après modification. C'est pourquoi le JPEG 2000 a été créé. Il est plus performant.

Le format JPEG n’est pas recommandé pour l’impression. On l’utilise surtout pour les photographies, les images scannées et les images du web.

Lors de la compression, l’utilisateur peut choisir le degré de perte : plus le degré de perte est élevé, plus le fichier compressé est léger, mais plus la qualité est mauvaise.

1-4- Le format TIFF

TIF vient de Tagged Image File (Format)

Il a été crée en 1987 par Aldus.

Il a été conçu pour l’acquisition et la création d’images en vue de l’impression. Il est donc très souvent proposé comme format par défaut dans les logiciels de numérisation d’images. Il n’est pas adapté pour Internet.

C’est un ancien format graphique qui permet de stocker les images de taille importante, sans perdition de qualité.

Il permet de stocker des images en noir et blanc, en couleurs réelles (jusqu’à 32 bits) ou des images indexées c’est-à-dire utilisant la palette de couleurs.

Le principe du format TIFF consiste à définir des balises décrivant les caractéristiques de l’image (dimension de l’image, nombre de couleurs utilisées, type de compression).

 

Tableau récapitulatif

Format	Compression	Nombre de couleurs	Affichage progressif	Animation	Transparence
BMP	Non	2 à 16 millions	Non	Non	Non
JPEG	Oui (sans perte)	16 millions	Oui	Non	Non
TIFF	Oui ou non	16 millions	Non	Non	Non
GIF	Oui (sans perte)	256 (palette)	Oui	Oui	Oui

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