View
384
Download
1
Category
Tags:
Preview:
DESCRIPTION
Citation preview
FORMATS D’IMAGES
Introduction et définitions
Codage d’images
Compression d’images
Formats d’images
Imagerie médicale : format DICOM
PLAN
Introduction et définitions
Introduction Codage d’images Compression d’images Formats d’images DICOM
2 types d’images sont utilisés en informatique
MatricielleBitmap Vectorielle
Les photos numériques et les images scannées sont de ce type
Introduction Codage d’images Compression d’images Formats d’images DICOM
Image matricielle (Bitmap)
Un pixel
hauteur
Largeur
Les images vectorielles sont composées de formes géométriques qui vont pouvoir être décrites d'un point de vue mathématique
Introduction Codage d’images Compression d’images Formats d’images DICOM
Image vectorielle
Introduction Codage d’images Compression d’images Formats d’images DICOM
Comparaison Bitmap/vectorielle
Fichier 74 Ko Bitmap
Fichier 10 Ko vectoriel
Il existe plusieurs façons d’écrire les images
Cette façon d’écrire est appelée le format
Les deux familles ne sont pas les mêmes
Introduction Codage d’images Compression d’images Formats d’images DICOM
Leurs formats sont différents
Introduction Codage d’images Compression d’images Formats d’images DICOM
Quelques définitions importantes
La résolution d’une image
La transparence d’une image
La définition d’une image
300 dpi 50 dpi100 dpi
Plus on a de points par pouce (ppp) plus la résolution est grande.
Ppp: Point par pouce ( en français ).Dpi : Dots per inch ( en anglais ).
Introduction Codage d’images Compression d’images Formats d’images DICOM
La résolution
Permet de définir l'opacité d'une image
Introduction Codage d’images Compression d’images Formats d’images DICOM
La transparence
Introduction Codage d’images Compression d’images Formats d’images DICOM
La définitionc’est le nombre de points ( pixels)
constituant une image. La définition
Codage d’images
Codage d’imagesIntroduction Compression d’images Formats d’images DICOM
Noir Blanc&Avec ce mode, il est possible d'afficher uniquement des images en deux
couleurs:
noir et blanc
Codage en 1 bit par pixel (bpp)
2 possibilités: [0,1]
Codage d’imagesIntroduction Compression d’images Formats d’images DICOM
Image en niveau de gris
Image codée sur 8 bitsCodage en 8 bit par pixel (bpp)
256 possibilités
Chaque pixel peut avoir256 nuances de gris
possibles
Codage d’imagesIntroduction Compression d’images Formats d’images DICOM
est codée sur 1 octet en utilisant une palette de couleur « attachée » à l’image.
L’information Couleur
Réduction de la taille de l’image !
Lors de la visualisation de l’image: Le numéro de la couleur affecté à chaque pixel => le code couleur RVB
Chaque pixel peut avoir jusque 256 couleurs fixes possibles
Mode couleurs indexées
Codage d’imagesIntroduction Compression d’images Formats d’images DICOM
Créer des images encore plus riches en couleurs
mélanger des couleurs primaires en « couches »
2 systèmes de représentation des couleurs par mélange
La synthèse additive La synthèse soustractive
Les Modes colorimétriques
Codage d’imagesIntroduction Compression d’images Formats d’images DICOM
On obtient les autres couleurs par addition de ces 3 couleurs primaires: rouge, vert et bleu.
Mode couleur RVB
Avec un codage en RVB 8 bits PAR COUCHE:
Chaque couche utilise 8bit (1 octet), soit 256 nuances possibles:
3 x 8bits = 24 bits utilisées au total.
256 x 256 x 256 = 2^24= 16,7 Millions de couleurs !
Avec un codage en RVB 16 bits PAR COUCHE:
Chaque couche utilise 16bits, soit 65535 nuances
3 x 16 bits = 48bits utilisées au total.
65535 x 65535 x 65535 = 2^48 couleurs !
Codage d’imagesIntroduction Compression d’images Formats d’images DICOM
Les couleurs reproduites sont basée sur la synthèse soustractive des quatre couleurs suivantes:
Mode couleur CMJN
le fichier possède bien 4 couches
distinctes.Ceci est surtout
utilisé principalement
pour l'impression.
Avec un codage en CMJN 8 bits PAR COUCHE:
Chaque couche utilise 8bit soit 256 nuances possibles:
Donc utilisation de 4 x 8bits = 32 bits utilisées au total.
256 x 256 x 256 x 256 = 2^32
4 milliards de nuances de couleurs sont possibles!
Codage d’imagesIntroduction Compression d’images Formats d’images DICOM
Compression d’images
Compression d’imagesCodage d’imagesIntroduction Formats d’images DICOM
consiste à obtenir des fichiers plus legers, afin d’améliorer la vitesse de transfert sur internet ou limiter l’espace de stockage utlisé sur un disque dur
La compression de données
Compression sans pertes
(non destructive)
Compression avec pertes
(destructive)
Le RLE (Run Length Encoding)
Le RLE, méthode basique, consiste à repérer des répétitions de valeurs identiques puis il suffit d'indiquer la valeur et le nombre de répétitions consécutives.
Exemple:Chaine à compresser : 000110010111111000100000000001111111Chaîne compressée : (0,3)(1,2)(0,2)(1,1)(0,1) (1,6)(0,3)(1,1)(0,10)(1,7)
Il existe une petite optimisation pour le binaire, on omet la valeur et par convention on commence par le 0
Ce qui donne:
3 2 2 1 1 6 3 1 10 7
COMPRESSIONS SANS PERTE
Compression d’imagesCodage d’imagesIntroduction Formats d’images DICOM
Le LZW (Lempel-Ziv-Welch) ou LZ77
Exemple :La zone tampon est une fenêtre sur un nombre N de bits qui se trouve juste avant la positioncourante dans le fichier à compresser.On cherche dans ces N bits si la chaîne à partir de la position courante s'y trouve. Si elle y est,on remplace la chaîne par l'offset relatif de la chaîne dans la fenêtre avec sa longueur.
On copie le motif dans le dictionnaire et remplace 10011 par son indice.On met à jour la position courante en se décalant : 10011010011#1011010011|001111
Ce qui permet de ne pas stocker le dictionnaire, c’est qu’au moins un des codes indicés dufichier n’est pas codé et les autres identiques sont une référence à celui-ci : offset ou pointeur
(indiquant où) + longueur de la chaîne répétée.
Nous avons la chaîne : 100110#1001110110|10011001111Nous recherchons s’il existe plusieurs 10 : 100110#1001110110|10011001111Plusieurs 100 : 100110#1001110110|10011001111Plusieurs 1001 : 100110#1001110110|10011001111Plusieurs 100011 : 100110#1001110110|10011001111Plusieurs 100110 : ça ne marche pas.
Compression d’imagesCodage d’imagesIntroduction Formats d’images DICOM
Le codage de HUFFMAN
Exemple:
chaine à décomposer : 1001 1101 0101 0001 1001 1101 1101 1101 1001 0101
a b c d a b b b a c
On établit une table de probabilité :
On établit un arbre : on commence par les éléments de plus faible probabilité :
1001 1101 0101 0001
a b c d
3 4 2 1
Compression d’imagesCodage d’imagesIntroduction Formats d’images DICOM
Ce qui nous donne la correspondance suivante :a b c d
01 1 000 001
Ce qui nous donne au final une chaîne tout de même plus petite :
01 1 000 001 01 1 1 1 01 000
1001 1101 0101 0001 1001 1101 1101 1101 1001 0101
1001 1101 0101 0001
a b c d
3 4 2 1
Compression d’imagesCodage d’imagesIntroduction Formats d’images DICOM
La transformation discrète en cosinus
La matrice de quantification a un facteur de qualité de 2 (qui apporte des changements importants à la matrice DCT, mais des modifications mineures à l’image) : voici la matrice de pixels au départ :
L ‘application de cette table à la matrice DCT suivante aboutit à la matrice DCT suivante.
Matrice DCT après quantification :
On comprend l’intérêt de faire ces transformations pour les méthodes conservatrices.
COMPRESSIONS AVEC PERTE
Compression d’imagesCodage d’imagesIntroduction Formats d’images DICOM
Fractale
Entre le premier bloc et le deuxième bloc, il y a eu 4 transformations : une rotation de 90°, uneréduction au 4/5, une inclinaison de 30° horizontale et verticale. On comprend pourquoi la méthode prend dutemps à trouver les affinités entre les blocs.Compression
d’imagesCodage d’imagesIntroduction Formats d’images DICOM
OndelettesL'idée est de diviser la résolution de l'image en codant la perte d'information découlant decette division.La compression par ondelettes consiste à considérer les zones d'une image contenant de fortes variations du contraste comme des hautes fréquences, le reste de l'image étant de la basse fréquence.On extrait les hautes fréquences (qui sont les contours des objets) et on les garde tellesquelles par une compression non destructrice, le reste étant réduit de façon destructricepuis compressé à nouveau par ondelettes.Une transformation par ondelettes consiste à décomposer un signal en une tendance grossière accompagnée de détails de plus en plus fins. Ainsi, pour reconstituer le signal avec une précision donnée, il suffira de connaître la tendance et les détails correspondant au niveau de précision recherché et de négliger les autres.
Compression d’imagesCodage d’imagesIntroduction Formats d’images DICOM
Had les 3 derniers slides 3ad kanfekker wach ndirhom wla la hit fihom dakchi mathématique bezaf w ca va prendre bcp de temps … w c un peu délicat f la compréhension … c pour ca mazal ma9adithomch .. =p Ila maderthomch atwelli ma partie trop courte , w dans ce cas andir dicom .. Qu’est ce vous en pensez ???
Format d’images
Images matricielles (Bitmap)
Compressés.JPG.PNG.GIF
Non compressés.PSd.BMP.TIFF.RAW
Formats d’imagesCodage d’imagesIntroduction Compression d’images DICOM
Formats d’imagesCodage d’imagesIntroduction Compression d’images DICOM
Bitmap compresséesComparaison à qualité égale:
Jpg GifPng
12Ko 29Ko 27Ko
Formats d’imagesCodage d’imagesIntroduction Compression d’images DICOM
Bitmap compresséesComparaison à taille égale à 13 Ko:
Jpg GifPng
Formats d’imagesCodage d’imagesIntroduction Compression d’images DICOM
Comparaison à qualité égale :
Jpg Gif Png
11Ko 5.2Ko 5.4Ko
Formats d’imagesCodage d’imagesIntroduction Compression d’images DICOM
Comparaison à taille égale à 5 Ko:
Jpg Gif PngGif
TIFF:Tagged Image File Format
PSD:Photoshop Document
Formats d’imagesCodage d’imagesIntroduction Compression d’images DICOM
Les Bitmap non compressées
BMP:Bitmap
RAW:System Drawing
Formats d’imagesCodage d’imagesIntroduction Compression d’images DICOM
Format Compression des données
Nb de couleurs Affichage progressif Format propriétaire Usage
BMP Non compressé de 2 à 16 millions Non NonImage non dégradée
mais très lourde. Stokage
JPEG
Réglable, avec perte de qualité. Plus la compression est importante, plus
l'image est dégradée.format destructeur
16 millions Oui Non, libre de droits
Tous usages, selon compression.
Images "naturelles".
GIF Oui, sans perte de qualité
de 2 à 256 avec palette.
Oui Brevet UnisysLogos et Internet.
Supporte les animations et la transparence.
TIFFRéglable, au choix sans perte ou avec
perte de qualité16 millions Non
Brevet Aldus corporation Tous sauf Internet
PNGOui, sans perte de
qualitéde 2 à 256 ou 16
millionsOui Non, libre de droits
Tous, recommandé Internet mais
incompatible avec les navigateurs anciens.
Supporte la transparence.
Formats d’imagesCodage d’imagesIntroduction Compression d’images DICOM
Tableau comparatif:
Ce mode est utilisé surtout pour le graphisme (dessins aux traits)
Formats d’imagesCodage d’imagesIntroduction Compression d’images DICOM
Images vectorielles
Formats d’imagesCodage d’imagesIntroduction Compression d’images DICOM
Format DICOM
Format DICOMCodage d’imagesIntroduction Compression d’images Formats d’images
Pourquoi utiliser de l'information numérisée et normalisée en imagerie médicale ?
Faciliter les transferts d'images entre les machines de déférents constructeurs.
Eviter d'avoir pour chaque constructeur de matériel d'imagerie un format de données propriétaire
Amélioration du suivi médical des patients
Pour éviter le tirage des clichés sur papier argentique
Pour diminuer le coût d'une radiographie
non dégradation de l'image
métafichier spécifique : image + données patient en un seul fichier
- image : codées en binaire, en général non compressées- données : nom du patient, type d'examen, hôpital, date d'examen, type d'acquisition etc...
Pourquoi un format spécifique (et pas du JPEG, BMP, autres formats de fichiers) ?
Format DICOMCodage d’imagesIntroduction Compression d’images Formats d’images
Créée le : 1985 Crée par: l'ACR (American College of Radiology) la NEMA (National Electric
Manufacturers Association) Utilisée par : la plupart les fabricants de matériel d'imagerie médicale.
Le format des fichiers Dicom dépend de cette norme.
NORME DICOMFICHIER DICOMUn fichier Dicom est constitue de plusieurs données différentes (images, données
diverses sur le patient, sur l'examen médical, etc. et les services associes).
Dicom est un format modulaire :- informations obligatoires- informations optionnelles
Extension : .dc3, .dcm, .dic ou sans extension
Format DICOMCodage d’imagesIntroduction Compression d’images Formats d’images
Les données dans le format DICOM sont organisées comme des «objets» chaque objet DICOM - représenté le plus souvent par une image - contient :
ORGANISATION DES DONNÉES
les informations:
les pixels de l'image + données diverses (le nom du
patient, dates, etc.)
les méthodes associées:
(ou fonctions ) que doit subir cette information.
une image IRM ou scanner ...
en langage DICOM : « Information Object »
≪ imprimer et/ou sauvegarder ≫ ≪ ≫
en langage DICOM : « Service »
Format DICOMCodage d’imagesIntroduction Compression d’images Formats d’images
Le « traitement DICOM » d'un objet consiste à apparier une information DICOM ou « Information Object » ( image scanner par exemple ) à un « service » à appliquer à cette
information (imprimer, sauvegarder , etc..) .
La combinaison des 2 est appelée « Service/Object Pair » ou SOP ≪ ≫ou « parités ».
La norme Dicom définit donc toutes les « parités » que l'on peut rencontrer.
Codage d’imagesIntroduction Compression d’images Formats d’images
INCONVENIENTS
la norme n'est pas universelle !
Problèmes d‘équipements anciens qui ne sont pas toujours compatibles à la norme DICOM.
Problèmes d'interoperabilite entre les différentes machines Dicom elles-mêmes :
impossible d'extraire les fichiers : (pas de CD/DVD,
pas d'USB etc).
Format DICOM
problème de réseaux : non connectables en Ethernet et
TCP/IP, protocolespropriétaires (mais rares)
Formats d’images
MERCI DE VOTRE ATTENTION
Recommended