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Résolution radiométrique

L'arrangement des pixels décrit les structures spatiales d'une image tandis que les caractéristiques radiométriques décrivent l'information contenue dans une image. Chaque fois qu'une image est captée par une pellicule ou un capteur, sa sensibilité à l'intensité de l'énergie électromagnétique détermine la résolution radiométrique. La résolution radiométrique d'un système de télédétection décrit sa capacité de reconnaître de petites différences dans l'énergie électromagnétique. Plus la résolution radiométrique d'un capteur est fine, plus le capteur est sensible à de petites différences dans l'intensité de l'énergie reçue. La gamme de longueurs d'onde à l'intérieur de laquelle un capteur est sensible se nomme plage dynamique.

Un image de deux bits comparé à un image de huit bits. S'il vous plaît voir le texte équivalent.Un image de deux bits comparé à un image de huit bits. S'il vous plaît voir le texte équivalent.

Version Textuelle - Figure 1

Figure 1

Ces deux images montrent un secteur portuaire. Les images sont en tons de gris. L’illustration de gauche montre l’image présentée en deux bits, soit 4 tons de gris, alors qu’à droite on retrouve la même image présentée en 8 bits soit 256 tons de gris ce qui permet d’obtenir davantage de détails. Ce couplet montre l’énorme différence de niveau de détail entre les deux représentations.

Les données images sont représentées par une valeur numérique variant entre 0 et 2 à une certaine puissance moins un. Cet intervalle correspond à un nombre de bits utilisés pour encoder des valeurs en format binaire. Chaque bit représente un exposant de la base 2 (par exemple, 1 bit = 21 = 2). Le nombre maximum de niveaux d'intensité disponibles dépend du nombre de bits utilisés pour représenter l'intensité enregistrée. Par exemple, un capteur utilisant 8 bits pour enregistrer les données aura 28 = 256 niveaux d'intensité disponibles car il aura 256 valeurs numériques disponibles allant de 0 à 255. Si seulement 4 bits sont utilisés, alors seulement 24 = 16 valeurs allant de 0 à 15 seront disponibles. La résolution radiométrique sera donc plus faible. Les données enregistrées sont souvent affichées en tons de gris, avec le noir représentant une valeur numérique de "0" et le blanc représentant la valeur numérique maximale. En comparant une image de 2-bits à une image de 8-bits à une image de 8-bits d'une même scène, on peut voir l'énorme différence dans le nombre de détails qu'il est possible de distinguer selon la résolution radiométrique.

Le saviez-vous?

« ...il faut parfois faire des compromis !... »

Figure 2

Version Textuelle - Figure 2

Figure 2

Cette illustration montre deux mains qui jonglent avec trois boules représentant les résolutions radiométriques, spectrales et spatiales. Ceci illustre que l’usager doit continuellement faire des compromis entre ces trois résolutions.

...Il y a des compromis à faire entre la résolution spatiale, spectrale et radiométrique lorsque les ingénieurs conçoivent un capteur. Pour avoir une résolution spatiale élevée, le capteur doit avoir un petit champ de vision instantanée (CVI). Ceci réduit donc la quantité d'énergie que reçoit le capteur puisque la superficie de résolution à l'intérieur du CVI doit être plus petite. Une diminution de la quantité d'énergie cause une diminution de la résolution radiométrique (la capacité de discriminer des différences d'intensité d'énergie). Pour augmenter la quantité d'énergie atteignant le capteur, et par le fait même la résolution radiométrique, sans réduire la résolution spatiale, il faut élargir l'intervalle de longueurs d'onde détecté par un canal du capteur. Ceci réduit la résolution spectrale du capteur. Inversement, une résolution spatiale plus grossière permettrait une résolution radiométrique plus grande et une résolution spectrale plus fine. Il faut donc bien doser les trois types de résolution afin de construire un capteur qui aura des caractéristiques intéressantes compte tenu de nos objectifs.

Question éclair

Figure 3

Version Textuelle - Figure 3

Figure 3

Cette illustration montre les deux mains d’une personne en train de compter sur ses doigts pour obtenir la réponse à la question éclair.

Quelle est la valeur numérique maximale possible lorsqu'une image numérique a une résolution radiométrique de 6 bits?
La réponse est...

Question éclair - réponse

Figure 4

Version Textuelle - Figure 4

Figure 4

Cette illustration montre la main d’une personne dans laquelle est inscrit le chiffre 63.

Le nombre de valeurs numériques disponibles pour représenter une image est égal au nombre 2 à la puissance du nombre de bits. (2# de bits). Le nombre de valeurs numériques dans une image de 6 bits est donc 26 = 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 = 64. Comme les valeurs numériques commencent avec le nombre "0", la valeur maximale possible est 63.

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