PHOTOGRAPHIE Procédés de prise de vue numérique

Conversion analogique-numérique

Le rôle d'un capteur consiste à transformer le signal lumineux reçu (photons) en signal vidéo analogique mais électronique. Ce signal est ensuite converti en une série de valeurs binaires (0 ou 1) par un convertisseur analogique-numérique. Ce dernier transforme la tension de chaque point du signal analogique en valeurs binaires au moins sous 8 bits (2⁸, soit 256 niveaux de nuances pour chaque couleur). Cette conversion s'opère en deux étapes : l'échantillonnage, la quantification et sa notation binaire.

Échantillonnage

Conversion d'un signal analogique en numérique - crédits : Encyclopædia Universalis France — Conversion d'un signal analogique en numérique
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Un signal rectangulaire, aussi appelé fréquence d'échantillonnage, est superposé au signal analogique (variation d'amplitude en fonction du temps) venant du capteur . Cette fréquence d'échantillonnage intercepte le signal analogique et le divise en sections verticales égales. Chaque point d'interception aura une valeur unique. La résolution et la qualité de l'image pourront être améliorées en augmentant la fréquence d'échantillonnage, donc le nombre de points d'intersection.

Quantification et notation binaire

Le signal échantillonné est divisé en sections horizontales de hauteur identique. Ce nombre de divisions selon l'axe Y représente la quantification du signal selon un nombre de bits défini par le constructeur (8, 10, 12 bits et plus). Généralement, les informations analogiques sont suréchantillonnées au moins sur 10 bits. Ce suréchantillonnage initial peut améliorer la qualité de l'image même si le nombre de niveaux de nuances est limité à 256 par la suite. La réponse de l'œil aux variations d'intensité diffère de la réponse linéaire des capteurs. Avec 8 bits (2⁸), on obtient un rendu de l'image qui correspond à 256 niveaux de nuances pour chaque couleur (R, V, B), soit 16,7 millions de nuances pour l'image complète (256³). La valeur de chaque point d'intersection (échantillon) sera exprimée en notation binaire. Si la quantification est effectuée sous 8 bits, chacun de ces niveaux sera exprimé par la valeur binaire comprise entre 0000 0000 et 1111 1111. Leur succession dans le flux des données constituera le signal numérique.

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Écrit par

André CHABANETTE : enseignant à l'École nationale supérieure Louis-Lumière, spécialiste des systèmes et produits numériques et argentiques

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Médias

Photographie : procédés argentique et numérique - crédits : Encyclopædia Universalis France — Photographie : procédés argentique et numérique

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Appareil photographique numérique : exemple d'architecture - crédits : Encyclopædia Universalis France — Appareil photographique numérique : exemple d'architecture

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Photographie numérique : rôle des photosites d'un capteur - crédits : Encyclopædia Universalis France — Photographie numérique : rôle des photosites d'un capteur

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