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Résolution d'image

La résolution d'une image, comme celle du mur de Berlin, correspond à son niveau de détail. Ce terme s'applique aux images numériques, aux images argentiques et à d'autres types...

La résolution d'une image, comme celle du mur de Berlin, correspond à son niveau de détail. Ce terme s'applique aux images numériques, aux images argentiques et à d'autres types d'images. Une résolution plus élevée signifie une image plus détaillée. La résolution d'une image peut être mesurée de différentes manières. Elle quantifie la distance minimale entre les lignes pour qu'elles restent visibles . Les unités de résolution peuvent être liées à des dimensions physiques (par exemple, lignes par mm, lignes par pouce), à ​​la taille globale d'une image (lignes par hauteur d'image, également appelées simplement lignes, lignes TV ou LTV) ou à la profondeur angulaire. Au lieu de lignes isolées, on utilise souvent des paires de lignes , composées d'une ligne foncée et d'une ligne claire adjacente ; par exemple, une résolution de 10 lignes par millimètre signifie 5 lignes foncées alternant avec 5 lignes claires, soit 5 paires de lignes par millimètre (5 L/mm). Les objectifs photographiques sont le plus souvent caractérisés en paires de lignes par millimètre.

imagerie numérique , le terme « résolution » est souvent considéré comme équivalent au nombre de pixels . Cependant, les normes internationales relatives aux appareils photo numériques précisent qu'il convient de parler de « nombre total de pixels » pour les capteurs d'image et de « nombre de pixels enregistrés » pour l'image entièrement capturée. Ainsi, la norme CIPA DCG-001 préconise une notation telle que « nombre de pixels enregistrés 1000 × 1500 » . Selon ces mêmes normes, le « nombre de pixels effectifs » d'un capteur d'image ou d'un appareil photo numérique correspond au nombre de pixels contribuant à l'image finale (y compris les pixels absents de l'image finale mais participant au processus de filtrage), contrairement au nombre total de pixels , qui inclut les pixels inutilisés ou masqués par la lumière sur les bords.

Une image de N pixels de hauteur sur M pixels de largeur peut avoir n'importe quelle résolution inférieure à N lignes par hauteur d'image, soit N lignes TV. Cependant, lorsqu'on parle de « résolution », on utilise généralement deux nombres entiers positifs : le premier représente le nombre de colonnes (largeur) et le second le nombre de lignes (hauteur), par exemple 7680 × 6876. Une autre convention courante consiste à exprimer la résolution en nombre total de pixels de l'image, généralement en mégapixels , que l'on calcule en multipliant le nombre de colonnes par le nombre de lignes et en divisant par un million. D'autres conventions encore décrivent la résolution en pixels par unité de longueur ou par unité de surface, comme les pixels par pouce ou par pouce carré. Aucune de ces résolutions n'est une résolution absolue , mais elles sont couramment utilisées comme telles ; elles servent de limites supérieures à la résolution d'une image.

Vous trouverez ci-dessous une illustration de l'apparence que pourrait avoir la même image à différentes résolutions de pixels, si les pixels étaient mal rendus sous forme de carrés nets (normalement, une reconstruction d'image lisse à partir des pixels serait préférable, mais pour illustrer le problème des pixels, les carrés nets permettent de mieux comprendre).

Une image de 2048 pixels de large et 1536 pixels de haut possède une résolution totale de 2048 × 1536 = 3 145 728 pixels, soit 3,1 mégapixels. On peut la désigner comme une image de 2048 × 1536 ou une image de 3,1 mégapixels. Imprimée sur une largeur d'environ 72,4 cm (28,5 pouces), cette image sera de très faible qualité (72 ppp), tandis qu'imprimée sur une largeur d'environ 17,8 cm (7 pouces) offrira une excellente qualité (300 ppp).

Le nombre de photodiodes d'un capteur d'image d'appareil photo numérique couleur est souvent un multiple du nombre de pixels de l'image produite, car les informations provenant d'un ensemble de capteurs d'image couleur sont utilisées pour reconstruire la couleur de chaque pixel. L'image doit être interpolée ou dématriçageée pour produire les trois couleurs pour chaque pixel de sortie.

Résolution spatiale

La mire de test de résolution de l'USAF de 1951 est une mire de test classique utilisée pour déterminer la résolution spatiale des capteurs et systèmes d'imagerie.
Bien qu'elles aient le même nombre de pixels, la première image a une résolution spatiale inférieure à la seconde.

La résolution spatiale d'une image mesure la netteté des lignes qu'elle permet de distinguer. Elle dépend des propriétés du système qui la crée, et non de la résolution en pixels par pouce (ppp). En pratique, la netteté d'une image est déterminée par sa résolution spatiale, et non par le nombre de pixels qui la composent. Concrètement, la résolution spatiale correspond au nombre de valeurs de pixels indépendantes par unité de longueur.

La résolution spatiale des écrans grand public varie de 50 à 800 lignes de pixels par pouce. Pour les scanners, on utilise parfois la résolution optique afin de distinguer la résolution spatiale du nombre de pixels par pouce.

En télédétection , la résolution spatiale est généralement limitée par la diffraction , ainsi que par les aberrations, la mise au point imparfaite et les distorsions atmosphériques. La résolution spatiale au sol (GSD) d'une image, c'est-à-dire l'espacement des pixels à la surface de la Terre, est généralement beaucoup plus petite que la taille du point visible.

En astronomie , la résolution spatiale est souvent mesurée en points de données par seconde d'arc sous-tendue au point d'observation, car la distance physique entre les objets dans l'image dépend de leur distance au point d'observation, et celle-ci varie considérablement selon l'objet étudié. En microscopie électronique , la résolution linéaire (ou de franges) correspond à la plus petite séparation détectable entre deux lignes parallèles adjacentes (par exemple, entre des plans atomiques), tandis que la résolution ponctuelle est la plus petite séparation entre deux points adjacents pouvant être à la fois détectés et interprétés (par exemple, des colonnes atomiques adjacentes). La première permet souvent de détecter la périodicité dans les échantillons, tandis que la seconde (bien que plus difficile à obtenir) est essentielle pour visualiser les interactions entre les atomes individuels.

Dans les images 3D stéréoscopiques, la résolution spatiale peut être définie comme l'information spatiale enregistrée ou capturée par deux points de vue d'une caméra stéréo (caméra gauche et caméra droite).

Résolution spectrale

Les images couleur permettent de distinguer la lumière de différents spectres . Les images multispectrales peuvent résoudre des différences encore plus fines de spectre ou de longueur d'onde en mesurant et en stockant davantage de spectres que les 3 spectres traditionnels des images couleur RVB classiques.

Résolution temporelle

Les caméras de cinéma et les caméras haute vitesse peuvent capturer des événements à des moments différents. La résolution temporelle utilisée pour les films est généralement de 24 à 48 images par seconde (images/s), tandis que les caméras haute vitesse peuvent atteindre 50 à 300 images/s, voire plus.

Le principe d'incertitude d'Heisenberg décrit la limite fondamentale de la résolution spatiale maximale des informations concernant les coordonnées d'une particule, imposée par la mesure ou l'existence d'informations concernant son impulsion à un degré de précision quelconque.

Cette limitation fondamentale peut, à son tour, être un facteur dans la résolution d'imagerie maximale à l'échelle subatomique, comme cela peut être rencontré lors de l'utilisation de microscopes électroniques à balayage .

Résolution radiométrique

La résolution radiométrique détermine la finesse avec laquelle un système peut représenter ou distinguer les différences d' intensité . Elle est généralement exprimée en nombre de niveaux ou de bits , par exemple 8 bits ou 256 niveaux, ce qui est typique des fichiers d'images numériques. Plus la résolution radiométrique est élevée, plus les différences subtiles d'intensité ou de réflectivité pouvant être représentées sont nombreuses, du moins en théorie. En pratique, la résolution radiométrique effective est généralement limitée par le niveau de bruit plutôt que par le nombre de bits de représentation.

Résolution dans divers médias

Voici une liste des résolutions horizontales analogiques traditionnelles pour différents supports. Cette liste ne comprend que les formats courants, et non les formats rares. Toutes les valeurs sont approximatives, car la qualité réelle peut varier d'une machine à l'autre ou d'une bande à l'autre. Pour faciliter la comparaison, toutes les valeurs sont celles du système NTSC. (Pour les systèmes PAL, remplacez 480 par 576.) Les formats analogiques avaient généralement une résolution chromatique inférieure.

De nombreux appareils photo et écrans décalent les composantes de couleur les unes par rapport aux autres ou mélangent la résolution temporelle et spatiale :

appareil photo numérique ( matrice de filtres de couleur Bayer )
  • Écran LCD (géométrie de pixels triangulaires)
    Écran LCD ( géométrie de pixels triangulaires )
  • CRT (masque d'ombre)
    CRT (masque d'ombre)
  • Résolutions d'affichage d'ordinateur à écran étroit 4:3

    Numérique

    • CD vidéo
    • Digital8
    • D-VHS , DVD , miniDV , Digital Betacam (NTSC)
    • D-VHS , DVD , miniDV , Digital8 , Digital Betacam (PAL/SECAM)
    • HD DVD , Blu-ray , HDV (miniDV)
    • Téléviseur 4K UHD , Blu-ray Ultra HD
    • Cinéma numérique 4K
    • Téléviseur UHD 8K
    • Cinéma numérique 16K
    • 32K
    • Les séquences des films récents sont numérisées à 2 000, 4 000 ou même 8 000 colonnes, appelées 2K, 4K et 8K , pour un montage d’effets visuels de qualité sur ordinateur.
    • IMAX , y compris IMAX HD et OMNIMAX : résolution d'environ Les films 35 mm sont numérisés pour leur sortie sur DVD à une résolution de 1080 ou 2000 lignes (depuis 2005).
    • La résolution réelle des négatifs originaux 35 mm fait l'objet de nombreux débats. Les résolutions mesurées varient de 25 à 200 LP/mm, ce qui correspond à une résolution de 325 lignes pour le format 2 perforations , et théoriquement à plus de 2 300 lignes pour le format 4 perforations sur pellicule T-Max 100. Kodak affirme que le film 35 mm offre une résolution équivalente à 6K horizontalement, selon un vice-président d'IMAX.

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    Dimensions et résolution en pixels du papier de la série A à 300 Format du papier
    DimensionsPixels
    Canon EOS 5DS – 51 MP (

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