# Photographie/Image numérique/Compression des fichiers d'images

PHOTOGRAPHIE
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Pour une définition donnée, les fichiers d'images peuvent être plus ou moins « comprimés ». L'image n'est alors plus définie pixel par pixel, mais par groupes de pixels dont les teintes varient selon une loi mathématique propre au groupe. Il en résulte à la fois une nette diminution de l'espace nécessaire à l'enregistrement et en même temps une perte d'informations qui entraîne une baisse de la qualité.
On voit ci-dessous la dégradation progressive d'une même image sous l'effet de taux de compression de plus en plus élevés. Au début, la dégradation est relativement modérée mais le poids du fichier en Kilo octets chute très vite. Ensuite, le gain sur le fichier est de plus en plus faible tandis que la qualité devient très vite épouvantable.
Remarque : on emploie souvent en informatique le multiple « Kilo », au lieu de « kilo » comme la loi l'impose pour les unités, car un Kilooctet vaut non pas 1 000 octets mais 2$^{10}$ = 1 024 octets (bien que si l'on veut être rigoureux, on devrait parler de Kibioctet, non de Kilooctet).
Lors de la compression, la structure des images change considérablement. Si l'on agrandit beaucoup la première image, on trouve une structure où les pixels sont répartis de façon relativement indépendante (cette image est en fait déjà un peu compressée) :
La troisième image, beaucoup plus fortement compressée, laisse apparaître une toute autre structure. Les pixels sont organisés en carrés par paquets de 64. Dans chacun de ces carrés, les teintes varient pour former des dégradés plus ou moins complexes mais qui ne laissent plus guère de place au hasard ; certains de ces carrés, qui correspondent à des zones presque uniformes, présentent même des à-plats où tous les pixels sont d'une même couleur :
La quatrième image présente une structure bien plus grossière encore avec de nombreux groupes de pixels identiques formant de vastes zones de teinte uniforme :
Un nouvel agrandissement de cette image montre évidemment une structure dont on peut dire qu'elle a été extrêmement simplifiée. Il n'est évidemment pas question de se servir de tels taux de compression pour réaliser des agrandissements de haute qualité :
On remarquera que l'image est simplifiée à l'extrême dans les zones qui ne présentent que de faibles contrastes ; elle ne conserve une certaine complexité que là où se trouvent des détails significatifs et donc les variations brutales de couleur et/ou de luminosité qui permettent de les distinguer.
Évidemment les exemples donnés ci-dessus sont tout-à-fait caricaturaux et les appareils, même réglés pour le plus bas niveau de qualité possible, ne donnent jamais de telles horreurs. Cependant, le poids des fichiers dépend beaucoup du niveau de qualité, il peut varier dans un rapport de 1 à 10 selon les appareils et les sujets. Les méthodes de compression sont par elles-mêmes relativement complexes et ne peuvent généralement être abordées que par les lecteurs qui possèdent un niveau suffisant en mathématiques. Heureusement, les images parlent d'elles-mêmes.

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