Numérisation

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La numérisation est le procédé permettant la construction d'une représentation discrète d'un objet du monde réel. Dans son sens le plus répandu, la numérisation est la conversion d'un objet réel en une suite de nombres permettant de représenter cet objet en informatique ou en électronique numérique. On utilise parfois le terme franglais digitalisation (digit signifiant chiffre en anglais).
Numérisation

La numérisation est le procédé permettant la construction d'une représentation discrète d'un objet du monde réel. Dans son sens le plus répandu, la numérisation est la conversion d'un objet réel en une suite de nombres permettant de représenter cet objet en informatique ou en électronique numérique. On utilise parfois le terme franglais digitalisation (digit signifiant chiffre en anglais).

Principe

Essentiellement, la numérisation est la projection dans un espace discret choisi de grandeurs analogiques réelles. La numérisation consiste à effectuer une ou plusieurs mesures des grandeurs que l'on veut représenter en s'intéressant à un ou plusieurs axes :
- l'axe spatial, où on discrétise suivant une longueur par exemple tous les millimètres d'une surface ; on parle alors d'échantillonnage spatial ;
- l'axe temporel ou fréquentiel, ou l'on va discrétiser une même grandeur au cours du temps ; on parlera d'échantillonnage temporel ;
- l'axe d'intensité ou l'on va discrétiser suivant une unité d'intensité comme la candela pour l'intensité lumineuse : c'est la quantification. Le résultat de cette numérisation est un nombre ou une suite de nombres représentant la grandeur mesurée suivant les axes choisis. Le choix judicieux de l'espace discret est crucial pour que l'objet numérisé soit représentatif de l'objet initial.

Contraintes

Il existe des contraintes à respecter pour obtenir une numérisation fidèle de la réalité :
- un échantillonnage suffisamment fin pour suivre les évolutions de l'objet à numériser : le théorème de Shannon impose une résolution d'échantillonnage minimum ;
- une quantification suffisamment précise pour ne pas dégrader la représentation ; le bruit de quantification (bruit blanc uniforme de variance 1/12) doit rester négligeable devant le bruit avant numérisation.

Procédés de numérisation

La numérisation est une des manières de créer des données à traiter. Les procédés de numérisation sont multiples :
- numérisation directe d'image :
- caméra CCD, appareil photo numérique
- scanner (pilotes de type TWAIN)
- numérisation d'un modèle analogique variant au cours du temps (son, vidéo) :
- échantillonnage (sampling) La suite de nombres obtenus est en général stockée dans un fichier. La numérisation pose le problème de la représentation des données sous forme de nombre, donc du format des données.

En électronique

La numérisation se définit comme la conversion de données analogiques dans un système numérique. Les données analogiques sont recueillies par divers capteurs (cellule photo-sensible, thermomètre...).

Convertisseur analogique-numérique (numérisation)

En électronique, une chaîne de conversion A/N (analogique vers numérique) contient les éléments suivants :
- une ou plusieurs sources analogiques,
- un filtre anticrènelage (anti-aliasing) par source,
- un multiplexeur (MuX), qui pourra servir pour sélectionner une source parmi plusieurs (entrées multiples mais une seule sortie),
- un échantillonneur bloqueur (Sample and Hold ou S/H), qui garde la tension stable le temps du codage,
- le convertisseur analogique-numérique proprement dit (Analog/Digital Converter ou ADC),
- un codeur (ou modulateur). La conversion suit donc le chemin suivant : Source analogique -> filtre anticrènelage -> Mux -> S/H -> CAN -> Codeur -> Signal numérique (transmission ou traitement)

Convertisseur numérique-analogique

À l'inverse, une chaîne de passage d'un signal numérique vers un signal analogique contiendra les éléments suivants :
- un décodeur (ou démodulateur),
- un convertisseur numérique-analogique (CNA),
- un démultiplexeur (Demux),
- un filtre de lissage, qui va tenter de recréer les valeurs intermédiaires,
- une sortie analogique. La conversion suit le chemin suivant : Source numérique -> Décodeur -> CNA -> Demux -> Filtre de lissage -> Signal analogique Le choix des termes (dé)codeur et (dé)modulateur a donné leur nom aux codecs (codeurs/décodeurs) et aux modems (modulateurs, démodulateurs).

Voir aussi

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Sujets connexes
Anglais   Caméra   Candela   Capteur   Chiffre   Codec   Convertisseur analogique-numérique   Convertisseur numérique-analogique   Démultiplexeur   Encodage   Espace (notion)   Filtre anticrènelage   Franglais   Fréquence   Image   Informatique   Intensité lumineuse   Longueur   Mesure physique   Modem   Multiplexeur   Nombre   Numérique   Photographie   Projection   Quantification (signal)   Réalité   Résolution   Son (physique)   Suite   Système discret   TWAIN   Temps   Vidéo  
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