PHOTOGRAPHIEProcédés de prise de vue numérique

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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

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.

Conversion d'un signal analogique en numérique

Dessin : Conversion d'un signal analogique en numérique

Dessin

Le signal analogique (en a) après son échantillonnage (en b) est transformé en signal numérique (en c), sur 8 bits dans cet exemple. Les différents points d'intersection entre la fréquence d'échantillonnage et le signal analogique (en b) sont ensuite quantifiés et codés en binaire (en c)... 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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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 nu [...]


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Photographie : procédés argentique et numérique

Photographie : procédés argentique et numérique
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Appareil photographique numérique : exemple d'architecture

Appareil photographique numérique : exemple d'architecture
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Photographie numérique : rôle des photosites d'un capteur

Photographie numérique : rôle des photosites d'un capteur
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Photographie numérique : fonctionnement d'un capteur CCD avec fonction d'obturation

Photographie numérique : fonctionnement d'un capteur CCD avec fonction d'obturation
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Écrit par :

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

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Pour citer l’article

André CHABANETTE, « PHOTOGRAPHIE - Procédés de prise de vue numérique », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 22 septembre 2020. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/photographie-procedes-de-prise-de-vue-numerique/