Bien qu'il y ait des informations à propos des zooms numériques
dans les pages de megapixel.net depuis près de 4 ans, les
zooms numériques ont évolués entre temps. De plus, à ce
jour une des questions que nous recevons le plus fréquemment est" "qu'est-ce
qu'un zoom numérique?".
Le concept derrière les zooms numériques est en fait très
simple mais il est souvent présenté comme une extension
du zoom optique, ce qui créé une certaine confusion.
Ces exemples sont communs: un zoom optique 10X devient subitement un
fantastique zoom 60X, car le facteur 6X du zoom numérique est
mélangé avec les focales réelles optiques. Cette
mascarade donne des chiffres impressionnants mais la réalité est
tout autre.
Un zoom numérique est en fait un outil de recadrage et non un "zoom" à proprement
parler. Un zoom optique est un groupe d'objectif qui se déplace
et fonctionne comme une loupe, rapprochant le sujet du photographe, un
peu comme un télescope. Un zoom numérique pour sa part
un système qui recadre la partie centrale d'une image de sorte
que le résultat corresponde approximativement au champ de vue
obtenu avec un zoom optique.
Voici un exemple simple. La
photo de droite est capturée avec un zoom optique
correspondant à un 42mm de focale.
L'image originale est capturée avec un appareil pourvu d'un capteur
de 6 megapixels, ce qui donne une taille d'image de 3024 x 2016 pixels.
Elle est réduite ici à 400 x 267 pixels.
Le sujet qui se trouve au
centre de l'image est à une certaine distance et si
nous cadrons une portion de 400 x 267 pixels dans la photo
originale, nous obtenons une photo avec le sujet plus grand
dans une image faisant la même taille sur cette page.
C'est exactement le principe du zoom numérique. Il ne fait que recadrer
l'image. Dans notre exemple toutefois, la qualité d'image est toujours
la même que celle de l'originale.
S'il est évident qu'un système qui permette de recadrer une
image directement dans l'appareil a son intérêt, la plupart
des zooms numériques ajoutent une étape à ce traitement.
Et ce qui arrive par la suite est critique pour la qualité d'image,
se terminant en général par une perte de qualité.
Il existe actuellement 2 types de zooms numériques très
différents. L'un d'eux interpole l'image aux dimensions
de l'image originale, l'autre laisse l'image recadrée en l'état.
Commençons par le cas du premier type de zoom.
Avec la plupart des zooms numériques, la section recadrée
de l'image à pleine taille est donc interpolée pour créer
une image qui a des dimensions horizontale et verticale identiques à l'originale.
L'interpolation est un processus basé sur des algorithmes complexes
et a lieu dans l'appareil. L'agrandissement de la portion recadrée
correspond à l'ajout de pixels entre ceux qui existent en évaluant
leurs couleurs suivant celles de pixels environnant. Vu que l'image recadrée
ne contient que la quantité de pixels dans la zone physiquement
sur le CCD, l'interpolation ne peut créer de détails.
Cet ajout de pixels intermédiaires
entraîne du coup une perte sérieuse de qualité de
l'image. En fait, plus la zone cadrée est petite,
plus l'interpolation nécessaire pour lui donner la
dimension de l'originale est forte.
Nous avons recadré une portion de l'image précédente
comme le ferait un zoom de lui avons redonné ensuite les mêmes
dimensions, ce qui correspond à un agrandissement de 756%.
Voici la section recadrée dans l'image originale (de 400 x
267 pixels) extraite de l'image interpolée à 3024 x
2016 pixels, illustrant une sévère perte de qualité.
Bien que les zooms numériques ne soient pas aussi extrême — un
agrandissement de 756% serait l'équivalent d'un zoom numérique
7,56X — le principe est identique et la qualité d'image
diminue de la sorte. En général, les zooms numériques
font une interpolation moins forte, autrement les résultats ne
seraient pas exploitables.
Sur la majorité des appareils, le zoom numérique agit sur
l'image déjà agrandie par le zoom optique. En d'autre
terme, il recadre une portion de l'image qui est déjà agrandie
par l'objectif à son extension maximale. L'exemple ci-dessous
illustre ce processus:
L'image de gauche en haut est
capturée avec le zoom optique au maximum. Le rectangle
jaune au centre est l'équivalent de la zone recadrée
par un zoom numérique 3X.
Dans l'image en haut à droite, le zoom numérique "ignore" le
reste de l'image jaunie dans notre exemple et ne retient que le centre.
La dernière photo, à gauche, est l'image résultant
du traitement du zoom optique. La section extraite est interpolée à 300%,
donnant une image qui a les mêmes dimensions que l'image de départ.
L'autre type de zoom numérique qui se trouve sur certains appareils
plus récents est appelé "Smart Zoom". Le
Smart Zoom est une évolution du concept et est devenu possible grâce à l'augmentation
de résolution des appareils. Aujourd'hui, une résolution
de 4 à 5 megapixels est assez commune et cela permet de cadrer une
section plus petite dans la pleine résolution utilisable sans interpolation.
Avec ce système toutefois, l'utilisateur doit sélectionner
une taille d'image inférieure à celle du capteur.
Sur tous les appareils, lorsqu'une taille d'image inférieure est
choisie par rapport à la résolution du CCD, l'image capturée
est en fait "diminuée" dans l'appareil pour avoir la taille
déterminée. Ce processus peut être considéré comme
l'opposé de l'interpolation, la taille d'image étant réduite
en supprimant des pixels (informations). Dans ce cas en revanche, l'image
reste détaillée et nette.
C'est là que le principe
du Smart Zoom prend tout son avantage, en utilisant
la résolution complète du capteur et en ne
faisant que recadrer la portion centrale de l'image.
Tant que la taille d'image choisie est inférieure à la
résolution totale du capteur, le Smart Zoom peut fonctionner à partir
d'une image complète, n'ayant pas à appliquer d'interpolation
et ne causant aucune dégradation de la qualité d'image.
Avec un appareil de 5 megapixels
(2592 x 1944 pixels), lorsque l'appareil est réglé pour
avoir une taille d'image de 640 x 480 pixels, l'image est
réduite à 640 x 480 pixels de façon
interne. Si le zoom optique est utilisé à son
maximum, la photo capturée est toujours en 640 x 480.
Avec le Smart Zoom, la différence entre la taille
d'image choisie (640 x 480) et la résolution du capteur
(2592 x 1944) permet de capturer une image qui semble avoir été prise
avec un zoom plus puissant alors qu'il s'agit juste d'un
recadrage.
On pourrait penser que ce
processus s'applique à tous les zooms
numériques. Tant que la taille d'image choisie est
inférieure à la résolution du capteur,
l'appareil devrait limiter au maximum l'interpolation ou
ne pas en avoir besoin du tout. Mais ce n'est pas le cas.
L'appareil fait d'abord une interpolation de l'image pour
donner un effet de zoom puis la réduit avant de
l'enregistrer, ce qui entraîne un effet de "flou" dû à l'interpolation
avec par dessus une "accentuation de la netteté" au
cours de la réduction. Ce qui n'est pas génial.
Conclusion:
Jusqu'à l'arrivée du Smart Zoom, le zoom numérique était
probablement le dispositif le plus trompeur, et certainement inutile,
trouvé sur les appareils numériques. Tel qu'il est conçu,
il ne fait que dégrader la qualité d'image. Il ne sert
qu'à booster la capacité d'un appareil et ne fait qu'ajouter à la
frustration des consommateurs. Ceci est en train de changer. La plupart
des appareils numériques actuels — à part quelques
exceptions — ne sont pas vendus avec le facteur du zoom numérique
multiplé à celui du zoom optique et des nouvelles marques
adoptent le principe du Smart Zoom.
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