Caractéristiques d'une image numérique
En « zoomant » sur un détail de l’image, on les voit apparaître sous la forme de carrés colorés. Attention, certaines visionneuses opèrent un flou automatique pour limiter l’effet pixellisé de l’image.

On parle d’image matricielle pour désigner une image numérisée « classique ». En effet, en Mathématiques, une matrice désigne un tableau de nombres : chaque élément de la matrice (nombre / groupe de nombres) est associé à un pixel de l’image. Nous verrons plus loin la signification des nombres.
La définition de l’image est le nombre de pixels qui la composent. Elle est donnée en indiquant le nombre de pixels sur une ligne, et le nombre sur une colonne. Par exemple, l’image donnée ci-dessus a une définition de

Le terme de pixels coïncide également avec les points lumineux qui composent un écran. La résolution d’un écran est le nombre de pixels par pouce. On rappelle que le pouce est une unité de longueur anglaise valant

Pour les imprimantes, on ne parle pas de pixels mais de points. La résolution est alors donnée en points par pouce, en dpi (dots per inch). La résolution d’images imprimées est bien sûr en dpi.


Dans le cadre du codage RVB 24 bits (méthode courante), l’image numérisée couleur obéit à ce principe-là. Elle peut être vue comme une matrice elle-même divisée en trois sous-matrices de même taille, une par couleur (rouge, vert, bleu). A chaque pixel, il correspond donc un triplet de trois nombres, codés en binaire. Chacun indique la luminosité du sous-pixel associé.
Pour ces images, il y a la possibilité d’avoir 256 niveaux de luminosité différents pour un même sous-pixel, de 0 à 255. Cela correspond à un format binaire de 8 bits (un octet) :




Avec les logiciels de retouche photo, il est proposé un réticule, qui indique la valeur RVB du pixel situé sous ce pointeur. Par exemple, le blanc est associé à 255-255-255 pour une image RVB 24 bits.
Des codages à des formats plus restreints sont aussi possibles, comme le mode 256 couleurs (image 8 bits), etc. Le rendu des images couleurs est moins bon, mais la taille du fichier image est plus petite, puisque codée sur moins de bits. Le codage des couleurs est un peu différent de ce qui est fait en RVB 24 bits (utilisation d’une palette), mais nous n’entrerons pas dans le détail.
Il existe également des images en niveaux de gris. Dans ce cas là, il n’est plus nécessaire d’avoir les 3 sous-matrices du mode couleur 24 bits, une seule suffit. Pour un pixel donné, la valeur donnée par le tableau provoque l’allumage à l’identique des 3 sous-pixels. Cela induit un niveau de gris, ou éventuellement du blanc ou du noir. A qualité égale, la taille du fichier image en niveaux de gris est trois fois plus petite que celle de l’image couleur correspondante.



De manière générale, la taille (en octet) d’une image non compressée correspond au produit de sa définition par le nombre d’octets par pixel.
Lors de la transmission d’images (mail, pages Internet, …), on peut préférer des images compressées. A l’aide d’algorithmes mathématiques, les données sont compactées afin que le fichier soit moins gros. Pour une image compressée, l’enjeu est de trouver un compromis entre sa qualité (aspect visuel) et sa taille.

Remarque : Kio signifie kibioctet et

• L’échange de fichiers image est facile par les moyens courants de communication : mail, etc.
• La plupart des formats image mis à disposition du public sont aisément lisibles par les ordinateurs et assimilés (portables, …).
• Une image numérique peut être modifiée par des logiciels dédiés. Certains sont accessibles pour un utilisateur non spécialiste.
• En sciences, la numérisation de l’image donnée par un capteur optique peut être exploitée pour en tirer des informations : acquisition de spectres (spectre UV-Visible)…

• Le plus gros défaut visuel d’une image numérique matricielle est sa pixellisation, en particulier pour des images comportant peu de pixels (petits fichiers).
• Le rendu des couleurs d’une image numérique peut être assuré par le codage RVB 24 bits. Pour chaque pixel de l’image, un triplet de nombres donne le niveau d’intensité lumineuse des trois sous-pixels rouge vert bleu formant le pixel. En 24 bits, cela permet d’obtenir plus de 16 millions de couleurs différentes.
• Pour une image en niveaux de gris, un seul nombre est requis par pixel, les sous-pixels recevant la même information.
• La taille d’un fichier image couleur s’obtient en multipliant la définition de l’image par le nombre d’octets par pixel. Elle s’exprime en octets ou multiples (Kio, Mio, …).

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