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Formats d'images Formats d'images Presentation Transcript

  • FORMATS D’IMAGES
  • Introduction et définitions Codage d’images Compression d’images Formats d’images Imagerie médicale : format DICOM A L P N
  • Introduction et définitions
  • 2 types d’images sont utilisés en informatique Matricielle Bitmap Introduction Codage d’images Vectorielle Compression d’images Formats d’images DICOM
  • Image matricielle (Bitmap) h a u t e u r Largeur Un pixel Les photos numériques et les images scannées sont de ce type Introduction Codage d’images Compression d’images Formats d’images DICOM
  • Image vectorielle 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
  • Comparaison Bitmap/vectorielle Fichier 74 Ko Bitmap Il existe plusieurs façons d’écrire les images Cette façon d’écrire est appelée le format Fichier 10 Ko vectoriel Introduction Codage d’images Compression d’images Formats d’images DICOM
  • Les deux familles ne sont pas les mêmes Leurs formats sont différents Introduction Codage d’images Compression d’images Formats d’images DICOM
  • Quelques définitions importantes La résolution d’une image Introduction Codage d’images La transparence d’une image Compression d’images La définition d’une image Formats d’images DICOM
  • La résolution 300 dpi 100 dpi 50 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 transparence Permet de définir l'opacité d'une image Introduction Codage d’images Compression d’images Formats d’images DICOM
  • La définition La définition Introduction c’est le nombre de points ( pixels) constituant une image. Codage d’images Compression d’images Formats d’images DICOM
  • Codage d’images
  • 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] Introduction Codage d’images Compression d’images Formats d’images DICOM
  • Image en niveau de gris Image codée sur 8 bits Chaque pixel peut avoir 256 nuances de gris possibles Codage en 8 bit par pixel (bpp) 256 possibilités Introduction Codage d’images Compression d’images Formats d’images DICOM
  • Mode couleurs indexées L’information Couleur Réduction de la taille de l’image ! Introduction est codée sur 1 octet en utilisant une palette de couleur « attachée » à 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 Codage d’images Compression d’images Formats d’images DICOM
  • Les Modes colorimétriques 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 Introduction Codage d’images La synthèse soustractive Compression d’images Formats d’images DICOM
  • Mode couleur RVB On obtient les autres couleurs par addition de ces 3 couleurs primaires: rouge, vert et bleu. 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 Introduction Codage d’images Compression d’images couleurs ! Formats d’images DICOM
  • Introduction Codage d’images Compression d’images Formats d’images DICOM
  • Mode couleur CMJN Les couleurs reproduites sont basée sur la synthèse soustractive des quatre couleurs suivantes: 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! Introduction Codage d’images Compression d’images le fichier possède bien 4 couches distinctes. Ceci est surtout utilisé principalement pour l'impression. Formats d’images DICOM
  • Compression d’images
  • La compression de données 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 Compression avec pertes (destructive) Compression sans pertes (non destructive) Introduction Codage d’images Compression d’images Formats d’images DICOM
  • COMPRESSIONS SANS PERTE 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 : 000110010111111000100000000001111111 Chaîne 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 Introduction Codage d’images Compression d’images 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 position courante 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. Nous avons la chaîne : 100110#1001110110|10011001111 Nous recherchons s’il existe plusieurs 10 : 100110#1001110110|10011001111 Plusieurs 100 : 100110#1001110110|10011001111 Plusieurs 1001 : 100110#1001110110|10011001111 Plusieurs 100011 : 100110#1001110110|10011001111 Plusieurs 100110 : ça ne marche pas. 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 du fichier n’est pas codé et les autres identiques sont une référence à celui-ci : offset ou pointeur (indiquant où) + longueur de la chaîne répétée. Introduction Codage d’images Compression d’images 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 : 1001 1101 0101 0001 a b c d 3 4 2 1 On établit un arbre : on commence par les éléments de plus faible probabilité : Introduction Codage d’images Compression d’images Formats d’images DICOM
  • 1001 1101 0101 0001 a b c d 3 4 2 1 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 Introduction Codage d’images Compression d’images Formats d’images DICOM
  • COMPRESSIONS AVEC PERTE 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. Introduction Codage d’images Compression d’images Formats d’images DICOM
  • Fractale Introduction Codage d’images Entre le premier bloc et le deuxième bloc, il y a eu 4 transformations : une rotation de 90°, une réduction au 4/5, une inclinaison de 30° horizontale et verticale. On comprend pourquoi la méthode prend du Compressiontrouver les affinités entre les blocs. temps à Formats d’images DICOM d’images
  • Ondelettes L'idée est de diviser la résolution de l'image en codant la perte d'information découlant de cette 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 telles quelles par une compression non destructrice, le reste étant réduit de façon destructrice puis 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. 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 ??? Introduction Codage d’images Compression d’images Formats d’images DICOM
  • Format d’images
  • Images matricielles (Bitmap) Non compressés .PSd .BMP .TIFF .RAW Compressés .JPG .PNG .GIF Introduction Codage d’images Compression d’images Formats d’images DICOM
  • Bitmap compressées Comparaison à qualité égale: Jpg Gif 12Ko Introduction Png 29Ko 27Ko Codage d’images Compression d’images Formats d’images DICOM
  • Bitmap compressées Comparaison à taille égale à 13 Ko: Jpg Introduction Png Codage d’images Compression d’images Gif Formats d’images DICOM
  • Comparaison à qualité égale : Jpg Gif Png 11Ko 5.2Ko 5.4Ko Introduction Codage d’images Compression d’images Formats d’images DICOM
  • Comparaison à taille égale à 5 Ko: Jpg Introduction Png Gif Codage d’images Compression d’images Formats d’images DICOM
  • Les Bitmap non compressées TIFF: Tagged Image File Format PSD: Photoshop Document Introduction Codage d’images Compression d’images Formats d’images DICOM
  • BMP: Bitmap RAW: System Drawing Introduction Codage d’images Compression d’images Formats d’images DICOM
  • Tableau comparatif: Format Compression des données BMP Non compressé JPEG Nb de couleurs Réglable, avec perte de qualité. Plus la compression est importante, plus l'image est dégradée. format destructeur GIF Oui, sans perte de qualité TIFF de 2 à 16 millions 16 millions Réglable, au choix sans perte ou avec perte de qualité PNG Introduction Oui, sans perte de qualité Affichage progressif de 2 à 256 avec palette. 16 millions de 2 à 256 ou 16 millions Codage d’images Compression d’images Non Oui Format propriétaire Usage Non Image non dégradée mais très lourde. Stokage Non, libre de droits Oui Brevet Unisys Non Brevet Aldus corporation Oui Non, libre de droits Formats d’images Tous usages, selon compression. Images "naturelles". Logos et Internet. Supporte les animations et la transparence. Tous sauf Internet Tous, recommandé Internet mais incompatible avec les navigateurs anciens. Supporte la transparence. DICOM
  • Images vectorielles Ce mode est utilisé surtout pour le graphisme (dessins aux traits) Introduction Codage d’images Compression d’images Formats d’images DICOM
  • Introduction Codage d’images Compression d’images Formats d’images DICOM
  • Format DICOM
  • Pourquoi utiliser de l'information numérisée et normalisée en imagerie médicale ? Introduction Codage d’images Compression d’images Formats d’images Format DICOM
  • 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 Pourquoi un format spécifique (et pas du JPEG, BMP, autres formats de fichiers) ? 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...
  • NORME DICOM FICHIER Un fichier Dicom est constitue de plusieurs données différentes (images, données  Créée le : 1985 le patient, sur l'examen médical, etc. et les services associes). diverses sur  Crée par: l'ACR (American College of Radiology) la NEMA (National Electric Dicom estManufacturers Association) un format modulaire :  Utilisée par : la plupart les fabricants de matériel d'imagerie médicale. - informations obligatoires - informations optionnelles Le format des fichiers Dicom dépend de cette norme. Extension : .dc3, .dcm, .dic ou sans extension Introduction Codage d’images Compression d’images Formats d’images Format DICOM
  • ORGANISATION DES DONNÉES Les données dans le format DICOM sont organisées comme des «objets» chaque objet DICOM - représenté le plus souvent par une image - contient : les informations: les méthodes associées: les pixels de l'image + données diverses (le nom du patient, dates, etc.) (ou fonctions ) que doit subir cette information. une image IRM ou scanner ... ≪ imprimer ≫ et/ou ≪ sauvegarder ≫ en langage DICOM : « Information Object » en langage DICOM : « Service » Introduction Codage d’images Compression d’images Formats d’images Format DICOM
  • 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. Introduction Codage d’images Compression d’images Formats d’images Format DICOM
  • 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). Introduction Codage d’images problème de réseaux : non connectables en Ethernet et TCP/IP, protocoles propriétaires (mais rares) Compression d’images Formats d’images Format DICOM
  • MERCI DE VOTRE ATTENTION Formats d’images