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Le pixel est-il sur le point de disparaître des vidéos ?

Des chercheurs de l’université de Bath (Royaume-Uni) ont créé un puissant codec permettant de transformer à la volée des images matricielles en images vectorielles, tout en conservant la qualité d’origine et les nuances de couleur. Ce codec pourrait marquer la fin de l’ère du pixel.

Des chercheurs de l'université de Bath ont développé un  nouveau codec très sophistiqué, capable de créer et de remplir de  façon précise les nuances de couleurs pour remplacer les pixels. Ainsi, en décomposant une photo en niveaux de gris, la luminance (Y) est représentée sous forme d'une multitude de vecteurs. Il en est de même pour les composantes de la chrominance (U et V). Le  résultat est une forme indépendante de la définition du film ou d’une  image, conservant la plus grande qualité visuelle, sans faire appel à l'imagerie matricielle. © Université de Bath Des chercheurs de l'université de Bath ont développé un nouveau codec très sophistiqué, capable de créer et de remplir de façon précise les nuances de couleurs pour remplacer les pixels. Ainsi, en décomposant une photo en niveaux de gris, la luminance (Y) est représentée sous forme d'une multitude de vecteurs. Il en est de même pour les composantes de la chrominance (U et V). Le résultat est une forme indépendante de la définition du film ou d’une image, conservant la plus grande qualité visuelle, sans faire appel à l'imagerie matricielle. © Université de Bath

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Depuis plus de cinquante ans, le pixel règne en maître sur les arts graphiques. Plus il y en a, plus ils sont petits et serrés et plus l’image est précise. À l’avenir, le pixel (contraction de picture element, soit unité élémentaire d'image) pourrait pourtant être détrôné par l’image vectorielle. C’est ce qu’affirment les chercheurs de l’université de Bath (Royaume-Uni), en partenariat avec plusieurs sociétés (Root6 TechnologySmoke & Mirrors et Ovation Data Services). Les scientifiques ont en effet mis au point un codec vidéo dépourvu de pixels. Rappelons qu'il existe depuis longtemps deux façons de créer des images numériques : à partir de pixels ou à partir de vecteurs.

Pour une image composée de pixels, la définition et les dimensions sont des informations élémentaires. Ainsi, une photo numérique est représentée point par point sur une sorte de grille dotée de deux axes (X et Y). Chaque point dispose d’une nuance de couleur et l’ensemble permet d’obtenir une image plus ou moins bien définie, au sens des arts graphiques. Rappelons que la définition est le nombre de points présents sur l'image (par exemple 640 x 480), tandis que la résolution est le nombre de points par unité de surface. La grille, appelée matrice, peut être redimensionnée pour agrandir ou réduire l’image.

C’est ce qu’on appelle une image matricielle. Toutefois, ce procédé présente des lacunes : dès qu’il s’agit de zoomer, c'est-à-dire de tirer sur la matrice, les pixels manquent et l’image est moins précise. Pour éviter cela, les logiciels de dessin interpolent : ils inventent des pixels supplémentaires en se basant sur les pixels voisins. Malgré cette astuce, l’image devient imprécise si on insiste sur le zoom. C’est pour cette raison que malgré des algorithmes de compression, comme le JPeg ou la norme de codage H.264, pour la vidéo, les fichiers d’images de grand format, en haute définition, restent lourds.


Cette vidéo présentée par l’université de Bath montre le codec en action. Elle alterne les vues montrant la trame vectorielle des images sans les textures avec celles dotée de textures. © Université de Bath

Étirer l'image sans perdre en qualité

Ce procédé matriciel est à l’opposé de l’image vectorielle. Avec elle, plus besoin de matrice et très peu de données sont nécessaires. Elle est décrite par une série d’équations mathématiques. Ainsi, le vecteur précise une forme en indiquant des paramètres tels que sa hauteur, sa largeur, ou encore le rayon. Avantage : l’image est redimensionnable à volonté, sans aucune perte de qualité, contrairement aux pixels. Utilisé pour les polices de caractères (qui peuvent ainsi être agrandies sans déformation), le procédé vectoriel reste pourtant peu employé en imagerie numérique. Il sert surtout à faire des images clipart, des cartes ou encore des animations sur Internet. Cette technique, en effet, a un défaut, induit de grandes difficultés lorsqu’il s’agit d’obtenir des images photoréalistes, notamment au niveau des nuances de couleur. C’est réalisable, mais l’opération est chronophage, surtout lorsque l’on souhaite convertir une image matricielle en image vectorielle.

C’est sur ce problème que s’est penchée l’équipe du professeur Philippe Wills, de l’université de Bath. Peu de détails ont été confiés à Futura-Sciences concernant la méthode employée. Néanmoins, on sait qu’un codec baptisé VSV (Vectorial Streaming Video) a été mis au point. Il permettrait de convertir en temps réel les images matricielles en images vectorielles, tout en conservant la qualité initiale. Pour cela, il décompose les différentes parties de l'image et crée des vecteurs pour toutes les zones dotées de nuances, même les plus petites, pour ensuite les colorer.

Les chercheurs prédisent que ce type de codec pourrait se généraliser d’ici cinq ans. Convertir en vectoriel des images composées exclusivement de pixels n’est toutefois pas une nouveauté. Il existe même des logiciels spécialisés qui en sont capables, tels que l'option Live Trace d'Illustrator (d'Adobe, grand utilisateur de vectoriel). Cependant, cette manipulation est plutôt longue. D’autres projets du même type que celui de l’université de Bath existent déjà mais aucun d’eux n’est encore parvenu à tuer les pixels...


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