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FORMATS D’IMAGES

Formats d'images

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Page 1: Formats d'images

FORMATS D’IMAGES

Page 2: Formats d'images

Introduction et définitions

Codage d’images

Compression d’images

Formats d’images

Imagerie médicale : format DICOM

PLAN

Page 3: Formats d'images

Introduction et définitions

Page 4: Formats d'images

Introduction Codage d’images Compression d’images Formats d’images DICOM

2 types d’images sont utilisés en informatique

MatricielleBitmap Vectorielle

Page 5: Formats d'images

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

Page 6: Formats d'images

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

Page 7: Formats d'images

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

Page 8: Formats d'images

Les deux familles ne sont pas les mêmes

Introduction Codage d’images Compression d’images Formats d’images DICOM

Leurs formats sont différents

Page 9: Formats d'images

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

Page 10: Formats d'images

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

Page 11: Formats d'images

Permet de définir l'opacité d'une image

Introduction Codage d’images Compression d’images Formats d’images DICOM

La transparence

Page 12: Formats d'images

Introduction Codage d’images Compression d’images Formats d’images DICOM

La définitionc’est le nombre de points ( pixels)

constituant une image. La définition

Page 13: Formats d'images

Codage d’images

Page 14: Formats 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]

Page 15: Formats d'images

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

Page 16: Formats d'images

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

Page 17: Formats d'images

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

Page 18: Formats d'images

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 !

Page 19: Formats d'images

Codage d’imagesIntroduction Compression d’images Formats d’images DICOM

Page 20: Formats d'images

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

Page 21: Formats d'images

Compression d’images

Page 22: Formats 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)

Page 23: Formats d'images

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

Page 24: Formats d'images

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

Page 25: Formats d'images

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

Page 26: Formats d'images

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

Page 27: Formats d'images

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

Page 28: Formats d'images

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

Page 29: Formats d'images

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 ???

Page 30: Formats d'images

Format d’images

Page 31: Formats d'images
Page 32: Formats d'images

Images matricielles (Bitmap)

Compressés.JPG.PNG.GIF

Non compressés.PSd.BMP.TIFF.RAW

Formats d’imagesCodage d’imagesIntroduction Compression d’images DICOM

Page 33: Formats d'images

Formats d’imagesCodage d’imagesIntroduction Compression d’images DICOM

Bitmap compresséesComparaison à qualité égale:

Jpg GifPng

12Ko 29Ko 27Ko

Page 34: Formats d'images

Formats d’imagesCodage d’imagesIntroduction Compression d’images DICOM

Bitmap compresséesComparaison à taille égale à 13 Ko:

Jpg GifPng

Page 35: Formats d'images

Formats d’imagesCodage d’imagesIntroduction Compression d’images DICOM

Comparaison à qualité égale :

Jpg Gif Png

11Ko 5.2Ko 5.4Ko

Page 36: Formats d'images

Formats d’imagesCodage d’imagesIntroduction Compression d’images DICOM

Comparaison à taille égale à 5 Ko:

Jpg Gif PngGif

Page 37: Formats d'images

TIFF:Tagged Image File Format

PSD:Photoshop Document

Formats d’imagesCodage d’imagesIntroduction Compression d’images DICOM

Les Bitmap non compressées

Page 38: Formats d'images

BMP:Bitmap

RAW:System Drawing

Formats d’imagesCodage d’imagesIntroduction Compression d’images DICOM

Page 39: Formats d'images

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:

Page 40: Formats d'images

Ce mode est utilisé surtout pour le graphisme (dessins aux traits)

Formats d’imagesCodage d’imagesIntroduction Compression d’images DICOM

Images vectorielles

Page 41: Formats d'images

Formats d’imagesCodage d’imagesIntroduction Compression d’images DICOM

Page 42: Formats d'images

Format DICOM

Page 43: Formats d'images

Format DICOMCodage d’imagesIntroduction Compression d’images Formats d’images

Pourquoi utiliser de l'information numérisée et normalisée en imagerie médicale ?

Page 44: Formats d'images

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) ?

Page 45: Formats d'images

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

Page 46: Formats d'images

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 »

Page 47: Formats d'images

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.

Page 48: Formats d'images

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)

Page 49: Formats d'images

Formats d’images

MERCI DE VOTRE ATTENTION