Compressione immagini singole:

Signal analogique et signal digital
Le terme acquisition des données, de l’anglais DAQ (Data AcQuisition), décrit les activités
accomplies pour réaliser une mesure. Ces données peuvent être analogiques ou digitales.
Le terme «analogique» vient du fait que l’on représente ou transforme une grandeur physique avec une
autre «analogue» : l’angle de l’aguille d’une montre représente le temps (heure, minute, seconde ), la
hauteur du mercure d’un thermomètre représente la température (dégrées ), … Analogique signifie
« continu », « infini », « non discret ».
En électronique, pour analogique l’on entend un « signal électrique » : un potentiomètre (« mesureur
de potentiel » utilisé à l’origine pour mesurer avec précision une tension électrique avec une tension de
référence), dispositif électrique qui permet de varier la tension en fonction de la position de son
curseur, donne une infinité de valeurs de tension entre une valeur minimale et une valeur maximale. En
termes simples, nous ne pourrons jamais régler plusieurs fois le volume sonore d’un appareil à la même
valeur.
Le terme digitale (ou numérique), de l’anglais « digit » lui même dérivant du latin « digitus » (doig ),
indique tout ce qui peut se représenter avec un numéro, qui justement peut se compter avec les doigts.
Le terme digital signifie « fini », « discret » et il est souvent symbolisé par le préfix « e- », tel que l’on
voit dans les mots e-mail et e-book.
Dans l’exemple de la montre, on dit qu’elle est analogique parce que la position de chacune de trois
aiguilles peut indiquer un quelconque point parmi les infinis (non numérisables )points du quadrant.
Dans une montre digitale, par contre, il y a seulement 86.400 possibles moments (second )de la
journée (24 heures x 60 minutes x 60 secondes).
L’équivalent du potentiomètre analogique est un circuit intégré numérique, qui utilise souvent le
système binaire. Les signaux numériques comportant des données peuvent transmettre deux types de
pulsations électroniques ou optiques (bits): logique 1 (pulsation présente)ou logique 0 (pulsation
absente).
Dans un écran LCD le signal est digital alors que dans la télévision à tube cathodique le signal est
analogique.
Les plus simples circuits intégrés numériques sont des portes logiques (ET, OU, NON), les plus
complexes sont les microprocesseurs et les plus denses sont les mémoires. Dans le traitement du signal
(traitement d'image, compression vidéo, ... )on parle de DSP (Digital Signal Processo )qui utilise une
famille importante de circuits intégrés à logique programmable (réseau logique programmable) qui
remplacent les portes logiques grâce à leur grande densité d'intégration.
Ce réseau est composé de nombreuses cellules logiques élémentaires librement assemblables
connectées de manière définitive ou réversible par programmation, afin de réaliser la ou les fonctions
numérique voulue. L'intérêt est qu'une même puce peut être utilisée dans de nombreux systèmes
électroniques différents
La représentation numérique d’une grandeur analogique est presque toujours donnée par un nombre
réel, avec une précision théroriquement infinie, ou une combinaison (réseau).
Mais les systèmes numériques ne sont pas une invention moderne : ils ont existé pendant les siècles
précédents bien avant l’apparition de l’électronique et de l’informatique :
9 la balise lumineuse avec deux états (marche et arrêt)
9 les signaux de fumée : la fumée joue le rôle de « porteur analogique » « modulé » par une
couverture pour générer un signal numérique qui transporte les informations
9 l’ADN, longue séquence de quatre types de molécule (système numérique de base 4), qui est le
« porteur » d’informations entre les générations, l’évolution a donc développé ses propriétés
numériques en une méthode de communication robuste
9 Le code Morse avec cinq états numériques : point, trait, pause petite (entre chaque lettre),
moyenne (entre les mots) et longue (entre les phrases), qui utilise une variété de « porteurs »
différents tels que l’électricité, la lumière, … pour transmettre des informations
9 La signalisation sémaphore qui utilise les aiguilles ou les drapeaux dans des positions particulières
pour envoyer des messages, la signalisation maritime qui représentent les lettres de l’alphabet pour
permettre aux bateaux de s’envoyer des messages.
Le dispositif numérique moderne le plus connu est le modem (modulateur-démodulateur): il permet,
via un réseau analogique (téléphonique , électrique, radio, …), de faire circuler entre utilisateurs
distants (réception et envoi ) des données numériques (fichiers, fax, e-mails ) sur un canal analogique
(ligne de téléphone ).
Techniquement, le modem converti (modulation) un signal analogique en série de pulsations
numériques binaires exploitées par tout dispositif digitale qui fonctionne en bits (0 et 1): mais il réalise
aussi le processus inverse, la reconversion des données numériques en données analogiques
(démodulation).
Une grandeur analogique se rapporte à quelque chose de non «quantifiable», de non analysable à
l’intérieur d’un ensemble discret (fini) d’éléments mais modélisable avec la mathématique du continu
(infinité d’éléments). A l’inverse, une grandeur digitale se réfère à la mathématique du discret, qui
travaille avec un ensemble fini d’élements.
Tout signal peut être représenté géographiquement par une « onde » mais
même dans ce cas il y a une grande différence : le signal analogique se
représente par une onde sinusoïdale plus ou moins régulière (trait noir) t
un signal digital par un histogramme (image en bleu ), ensemble des traits
constants correspondants aux valeurs de l’ensemble discret.
Le signal digital est utilisé comme une représentation approximative d’une onde analogique même si
dans la réalité la qualité de la reproduction est parfaite.
Le passage de l’analogique au digitale est la digitalisation. Une « variable » est digitalisée si son état
analogique d’origine est représenté par un ensemble fini d’éléments.
Par exemple l’image en couleur produite par la caméra est normalement formée d’un nombre infini de
points, chacun pouvant prendre une gamme infinie de couleurs. Cette image est digitalisée quand sa
surface est representée par un nombre discret de points, en général de petits rectangles denommés
pixels, chacun pouvant prendre une des couleurs parmi un nombre fini des couleurs (dans notre
système RGB, 16 777 216, soit une combinaison de 256 tons de Rouge, 256 tons de Vert et 256 tons de
bleu).