Numérisation - Définition
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
- temporel ou fréquenciel, ou l'on va discrétiser une même grandeur au cours du temps. On parlera d'enregistrement, qui fait appel à la notion de défilement du temps,, ou d'échantillonnage.
- 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. Le théorème de Shannon impose une résolution spatiale et/ou temporelle suffisante par rapport à l'objet à numériser.
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
- 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...)
Conversion Analogique-Numérique (numérisation)
En électronique, une chaîne de conversion A/N (Analogique vers Numérique) contient les éléments suivants :
- Une ou plusieurs source(s) analogique(s)
- 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)
Conversion 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)
- Convertisseur Numérique-Analogique(CNA)
- Demux (Demultiplexer)
- Filtre de lissage, qui va tenter de recréer les valeurs intermédiaires
- Sortie analogique
La conversion suit le chemin suivant :
Source Numérique -> Décodeur -> CNA -> Demux -> Filtre de lissage -> Signal Analogique
On peut noter que le choix du mot (dé)codeur ou (dé)modulateur a donné leurs noms aux codecs (codeurs/décodeurs) et aux modems (modulteurs, démodulateurs)
