Compression

Compression

Les images, les sons, et les vidéos finissent par prendre beaucoup de place dans les mémoires des smartphones, des tablettes et des ordinateurs.

L'intérêt de la compression est de diminuer la place occupée en mémoire

Il existe deux types de compression, l'une sans pertes, ce qui signifie que la qualité de l'image n'est pas altérée (format png) , et l'autre avec pertes lorsque la qualité de l'image est altérée (format jpeg)

Image compressée sans pertes (format png 474 Ko)
Image peu compressée avec pertes (format jpeg 57 Ko)
Image très compressée avec pertes (format jpeg 8 Ko)

Questions

  1. Ouvrir avec GIMP l'image Lena.ppm

    Puis dans Fichier sélectionner Exporter sous ...

    Comme nom de fichier entrer Lena_85.jpg, comme lieu d'enregistrement choisir le même endroit où vous avez enregistré Lena.ppm, puis cliquer sur enregistrer

    Une fenêtre apparaît dans laquelle se trouve un curseur vous permettant de régler le facteur de qualité de la compression régler le curseur à 85, puis cliquer sur enregistrer

    Maintenant vous avez allez comparer les images Lena.ppm, Lena.png et Lena_85.jpg (leurs tailles en Ko et la qualité des images)

  2. A partir de Lena.ppm cette fois ci comprimer avec un facteur de qualité de 10 pour obtenir Lena_10.jpg

    Comparer Lena.ppm, Lena.png, Lena_85.jpg et Lena_10.jpg

    Qu'observez vous ?

Compression jpeg

On définit la luminance $Y$ d'une image comme une combinaison linéaire des composantes R, V et B

Ce qui signifie que $Y$ est une expression de la forme $Y = aR +bV+cB$ où les nombres $a,b$ et $c$ tiennent compte de la physiologie de l'oeil humain

En choisissant bien les valeurs de $a$, $b$ et $c$, $Y$ va caractériser pour un oeil humain la netteté de l'image

Pour la couleur, on définit ensuite deux paramètres,la chrominance bleue Cb et la chrominance rouge Cr

Nous allons voir ci-dessous comment évoluent ces paramètres lorsqu'on compresse une image de plus en plus avec le format jpeg ( Joint Expert Photographics Group)

Questions

  1. Pour chaque pixel de l'image de Lena on a extrait l'intensité de rouge puis de vert puis de bleu ce qui nous a donné trois images qu'on visualise ensuite en nuances de gris

    Quelle image ci-dessous contient le plus de détails ?

    Classer $a$, $b$ et $c$ en conséquence

    2. (Vous pouvez aussi utiliser GIMP: à partir de l'image Lena.ppm,sélectionner dans la barre des menus Couleurs puis Composants puis Décomposer puis une fenêtre apparaît et sélectionner comme modèle colorimétrique RVB

    Dans la boîte des calques désélectionner un calque en cliquant sur l'oeil et sélectionner un calque en cliquant pour faire apparaître l'oeil

    Sur quelle image on perçoit mieux les détails du visage et du chapeau ?)

    Image 1 : Bleu
    Image 2 : Rouge
    Image 3 : Vert

  2. Voici pour chaque image Lena.ppm, Lena_85.jpg et Lena_10.jpg leur décomposition en trois images en nuances de gris, celle de la luminance $Y$, puis celles des chrominances

    Qu'observez vous au fur et à mesure que l'image est plus compressée?

    Comment évolue la luminance ? Comment évoluent les chrominances ?

    Décomposition image initiale (format ppm )
    Décomposition image peu compressée avec pertes (format jpeg 57 Ko)
    Décomposition image très compressée avec pertes (format jpeg 8 Ko)

  3. A quoi l'oeil humain est-il le plus sensible, à la luminance ou à la chrominance ?

  4. Allez voir ici le modèle YCbCr

A vous de jouer

  1. Télécharger TeaPot.ppm une image au format ppm
  2. A l'aide de GIMP créer deux images compressées,l'une avec un facteur de qualité de 85, l'autre avec un facteur de qualité de 10
  3. Télécharger le programme Python suivant luminance.py et enregistrer le au même endroit que les images précédentes
  4. Ouvrir EduPython, puis dans EduPython ouvrir le fichier luminance.py
  5. Lancer le programme, il vous demande le nom de l'image couleur dont vous voulez afficher les trois composantes, luminance, chrominance bleue puis chrominance rouge en nuances de gris
  6. Enregistrer les images obtenues et insérer les dans votre document numérique de travail