PARTIE AGIR CH26 TRANSMETTRE ET STOCKER DE L’INFORMATION LE CODAGE D’UNE IMAGE NUMÉRIQUE
Compétences et connaissances exigibles :
Images numériques : Caractéristiques d’une image numérique : pixellisation, codage RVB et niveaux de gris.
Associer un tableau de nombres à une image numérique.
Dans un appareil photo ou camera numérique, les capteurs utilisés sont des petites cellules photoélectriques placées en quadrillage. Cette méthode de capture de l’image implique son codage en petits morceaux appelés pixels ( de l’anglais « picture elements »).
I / NUMÉRISATION D’UNE IMAGE EN NOIR ET BLANC
Chaque pixel peut être soit noir (valeur 0) soit blanc (valeur 1). L’image est à numériser sur une grille constituée de 16 pixels en carré de 4 par 4.
1°) En Supposant que le seuil de détection de chaque pixel est fixé à 50% de blanc, construire le tableau de quatre lignes et quatre colonnes rempli de 0 et de 1 correspondant à la figure. Reconstruire ensuite l’image numérisée en noircissant les cases d’une grille 4x4. La numérisation est-elle satisfaisante ?
2°) Procéder de la même manière avec un seuil de détection de blanc 75%. L’image reconstruite est-elle meilleure ? 3°) Procéder de même à partir d’une grille de 64 pixels (8x8).
4°) Sur quels paramètres jouer pour avoir une numérisation de qualité ? Quelles sont les conséquences ? 5°) Les coordonnées des pixels des calculatrices sont repérées par
leur ligne i et leur colonne j numérotées à partir du coin en haut à gauche de l’écran.
Créer un programme sur votre calculatrice permettant de visualiser sur un écran préalablement effacé, l’image correspondant au tableau.
Casio
Calculatrice TI
Que représente ce dessin ?
II / CODAGE DES COULEURS ET DES NIVEAUX DE GRIS
Chaque pixel d’un écran est composé de 3 sources lumineuses : une rouge, une verte, une bleue (RVB ou RGB en anglais). Par synthèse additive, on peut ainsi reconstituer toutes le autres couleurs en faisant varier les intensités de chaque source.
Dans un éditeur de texte (Bloc-note), taper le code html de la fig 9 Enregistrer le fichier sous l’extension html et l’ouvrir dans un navigateur web.
Les valeurs de la fonction RGB du code peuvent être modifiées pour changer la couleur de fond de la page. A chaque fois, sauvegarder le fichier et rafraîchir la page du navigateur.
1°) En utilisant ce fichier, déterminer comment obtenir : a) Du rouge, du vert, du bleu,du blanc, du noir,
b) Du gris, en indiquant combien de niveaux de gris sont possibles.
(Le gris s’obtient, en codage RVB, avec 3 valeurs identiques pour les trois couleurs primaires) c) du jaune , du magenta, du cyan
2°) Quelles est la couleur nommée tangerine, composée avec le rouge à 100%, le vert à 50% et le bleu éteint . ?
PARTIE AGIR CH26 TRANSMETTRE ET STOCKER DE L’INFORMATION
SIGNAL ANALOGIQUE NUMÉRIQUE
Connaissances et compétences : Signal analogique et signal numérique Conversion d’un signal analogique en signal numérique. Échantillonnage ; quantification ; numérisation. Reconnaître des signaux de nature analogique et des signaux de nature numérique.
Mettre en oeuvre un protocole expérimental utilisant un échantillonneur-bloqueur et/ou un convertisseur analogique numérique (CAN) pour étudier l’influence des différents paramètres sur la numérisation d’un signal (d’origine sonore par exemple).
I / ANALOGIQUE OU NUMÉRIQUE ? Activité du manuel n°1 p 522 II / NUMÉRISATION D’UN SIGNAL
Un ordinateur muni d’une carte d’acquisition permet de numériser un signal Quels sont les paramètres déterminants pour obtenir une numérisation correcte ? La conversion d’un signal analogique en signal numérique fait intervenir deux dispositifs : Un échantillonneur bloqueur et un CAN.
L’échantillonnage est la prise de mesures d’une tension à intervalles de temps donnés.
Le blocage permet de garder constante la tension échantillonnée pendant l’intervalle de temps séparant deux échantillons.
Un convertisseur Analogique Numérique (CAN), transforme une tension électrique (grandeur analogique) en une valeur numérique compréhensible par un microprocesseur.
Un microprocesseur analyse l’information sous forme de codes binaires soit une succession de bits. Un bit (contraction de binary digit) peut prendre la valeur 0 ou 1.
1°) Influence de la période ou fréquence d’échantillonnage sur la qualité du signal.
Le paramètre de la fréquence est ajustable soit grâce à la période d’échantillonnage (Te = 1/fe),
soit par le nombre de points d’acquisition N, et la durée totale de l’acquisition Ttot. On a alors Te=Ttot/N
Sous atelier scientifique relié aux consoles
1. Régler la fréquence du GTBF à la limite pour laquelle vous distinguez que les deux diodes ne soient pas allumées en même temps.
2. Régler le bouton de l’amplitude du GTBF aux neuf dixièmes de sa course.
3. Faire une acquisition de durée une seconde, synchronisée en ascendance à 0,1 V, à une fréquence d’échantillonnage de 5Hz.
4. Afficher votre résultat point relié, avec le mode de liaison qui correspond une seule valeur d’échantillon pour toute la période d’échantillonnage.
5. Reprendre les deux consignes précédentes, en conservant les acquisitions déjà faite, et en multipliant par deux la fréquence d’acquisition à chaque fois, jusqu’aux limites de capacité de la console Visio Plus ( votre réglage de fréquence d’échantillonnage est alors mo difié automatiquement par le système…).
6. Faire apparaitre dans un tableau pour chaque acquisition, vos valeurs de Fréquence, Période, Nombres de point et la qualité su signal obtenu (mauvais , médiocre, satisfaisant, bon , très bon)
7. Rédiger une conclusion expliquant comment choisir sa fréquence d’échantillonnage pour obtenir une bonne conversion en tenant compte des incidences possibles.
2°) Influence du pas d’échantillonnage
Le signal numérisé varie par saut de tension, multiple d’une valeur, appelé pas de la numérisation. Le pas correspond au plus petit écart de tension entre deux points du signal numérisé.
Pour une même fréquence d’échantillonnage de 103,33 Hz, tracer de couleurs différentes les signaux numériques que l’on obtiendrait si l’on prenait un pas de conversion de 1V, de 0,5 V ou 0,2V.
Comment choisir le pas pour une bonne restitution du signal ?
Sachant que le pas est lié au nombre de bit (ou résolution) de la carte d’acquisition, peut-on faire varier comme on le souhaite ce paramètre ?
Conclure sur les comprmis à faire entre le choix de la fréquence d’échantillonnage, la durée d’acquisition et le nombre de points, ansi que le pas à choisir.
Échelle horizontale : 155 mm 300ms soit 5mm 9,68ms
