La compression des images
 

Une optimisation nécessaire
 

Plus Voyager 2 s'est éloigné de nous, plus la chasse aux bits superflus s'est intensifiée. Or la sonde transmettait aussi des images sous forme numérique. Les appareils de prise de vue de Voyager 2 décomposent les images en pixels, c'est-à-dire en points analogues à ceux de la trame des photos de journal. L'intensité de chaque pixel est ensuite codée sous forme binaire et transmise à la Terre.


Le poids des images
 

Les images émises par Voyager sont constituées de 800 lignes de 800 pixels chacune, soit un total de 640 000 pixels. L'intensité (ou niveau de gris, du blanc au noir) de chaque pixel peut prendre 256 (28) valeurs : il faut donc huit bits (ou chiffres binaires) pour coder le niveau de gris d'un pixel, soit 5 120 000 (640 000 X 8) bits pour coder une image, sans compter les bits supplémentaires utilisés pour la détection et la correction d'erreurs.


Un agorithme de compression
 

On peut au moins réduire de moitié ce nombre de bits, car les pixels adjacents ont généralement des niveaux de gris très proches, surtout lorsqu'ils ne correspondent pas aux contours des objets. Quand on code la différence de niveau de gris entre deux pixels successifs (le niveau de gris du premier pixel doit être codé intégralement), il suffit de trois chiffres binaires au lieu de huit.



Un risque calculé
 

Pour appliquer cette méthode, il a fallu renoncer à utiliser seulement le second ordinateur FDS comme auxiliaire et le reprogrammer avec des algorithmes de compression de données. Toutefois cette technique de compression d'image présente plus de risques d'erreurs, puisque chaque nombre transmis (sauf le premier) dépend du précédent et une erreur d'un seul bit peut donc se répercuter à une ligne entière de données, au lieu d'un seul pixel. On a donc utilisé les deux modes de transmission pour les quelque 6000 photographies du système d'Uranus.

Bloc de données avant la compression 10100011 10110011 10110011 10110011 10100011
Différence de valeur entre pixels adjacents +1 0 0 -1 +2
Compression en nombres binaires positifs 01 00 00 10 11
Bloc de données après la compression 0100001011

La compression d'image est une méthode qui fut utilisée lorsque Voyager 2 rencontra Uranus ; par cette méthode, on a considérablement réduit le nombre de bits (les chiffres binaires 0 et 1) transmis à la Terre. Les images transmises par la sonde sont divisées en lignes de 800 points, ou pixels, et la luminosité (le niveau de gris) de chaque point est codée par huit bits en numération binaire. La méthode de compression consiste à ne pas transmettre ces nombres, mais seulement les différences de luminosité entre deux pixels successifs. Cette figure présente une version simplifiée de la méthode. Les 800 pixels de chaque rangée sont d'abord divisés en 160 groupes de cinq pixels, dont la luminosité, exprimée en base 2, est écrite ici de la droite vers la gauche : par exemple, le nombre 13 s'écrit alors 1011 au lieu de 1101 te). Ensuite on calcule les différences de luminosité entre le premier pixel de chaque groupe et le dernier pixel du groupe précédent, et entre tous les pixels adjacents du groupe (b). Ces différences sont alors transformées en nombres binaires positifs (c) (dans cet exemple simplifié, deux chiffres suffisent). Le bloc de données à transmettre est donc constitué des cinq nombres de deux chiffres mis à la suite l'un de l'autre. Dans le cas ci-dessus, on réduit ainsi de 40 à 10 le nombre de chiffres nécessaires.

La transmission des données
Les activités menées au sol