Les techniques de numérisation

Le fonctionnement du scanner

La numérisation est rendue possible grâce aux capteurs du scanner sensibles à la lumière rediffusée par les couleurs des documents. Ces capteurs, appelés capteurs CCD (Charge Coupled Device), sont composés de photodiodes dont la conductivité électrique dépend de l'intensité lumineuse. Si l'on numérise un document opaque, les capteurs mesurent l'intensité de la lumière réfléchie par le document. Si l'on numérise un document transparent, les capteurs mesurent la lumière qui traverse ce document.

Selon les types de scanners utilisés, il existe trois techniques d'analyse de la lumière :

– la numérisation en mode point. L'analyse de la lumière se fait pixel par pixel sur l'ensemble du document. Ce processus est long mais offre une résolution d'entrée très élevée. Cette technique est employée par les scanners à tambour employés par les arts graphiques.

– la numérisation linéaire. Les photodiodes sont diposés en barrette, elles peuvent analyser toute une largeur de la surface exposée du document. En se déplaçant, la barrette analyse le document ligne par ligne. Ce procédé est couramment employé sur les scanners de bureau.

– la numérisation matricielle. Dans cette technique, le capteur est fixe et constitué d'une grille complète de photodiodes. L'information à analyser est saisie en une seule fois sur toute la matrice. Le temps d'exposition est rapide mais la résolution obtenue n'est pas toujours satisfaisante. Les appareils photo-numériques utilisent cette technique.

Il existe trois procédés de rendu de la couleur par les scanners. Le plus complexe consiste à employer un éclairage coloré, mais cela implique de travailler dans le noir. Cette technique est utilisée pour la prise de vue en directe d'oeuvres d'art. Le deuxième procédé a recours à un prisme, il est utilisé par les caméras professionnelles et certains scanners à tambour. La dernière technique, et la plus courante, consiste à interposer successivement trois filtres colorés rouge, vert et bleu.

Les scanners bureautiques

Produits standards, les scanners à plat donnent une bonne qualité de numérisation en bitonal, niveaux de gris ou couleurs. Ils proposent différentes options permettant par exemple de numériser des documents transparents (négatifs, diapositives, ektachromes) ou de numériser en masse des pages volantes grâce à un passe-feuilles. Ces scanners fonctionnent selon la technique du scanning linéaire : les photodiodes disposées en rangées se déplacent en longueur et analysent le document ligne après ligne.

Cependant, ces scanners n'autorisent pas des formats supérieurs au A3, ils abiment la reliure des livres et ne peuvent servir à la numérisation systématique des collections. Les scanners à plat trouvent surtout leur place dans les services généraux des bibliothèques.

Les scanners de livres ou scanners à livre ouvert

Ces produits correspondent bien aux besoins des bibliothèques car leur vaste surface de numérisation assure le traitement des grands formats. Lors du traitement, le livre est ouvert, texte dirigé vers le haut, le dispositif de numérisation se trouvant au-dessus. Parfois, un plateau ajustable compense la différence de hauteur une fois le livre ouvert.

Il existe deux gammes de scanners de livre :

– des produits abordables, d'une qualité supérieure aux scanners à plat, acceptent des formats jusqu'au A2 / A3 dont la reliure ne dépasse pas quelques centimètres d'épaisseur. Ils ne produisent pas toutefois de résultats très satisfaisants pour les documents anciens.

– des scanners beaucoup plus élaborés, et coûteux, correspondent davantage aux besoins des bibliothèques, mais seules les grandes institutions peuvent s'équiper. Leurs appareils acceptent des formats allant jusqu'au A1 et des reliures de 50 cm ; ils sont équipés d'un plateau de type Roberval, et comportent souvent une vitre. Certains dispositifs permettent de numériser des ouvrages ne pouvant s'ouvrir à plus de 90°, voire 60°.

Les scanners de livre emploient deux types de scanners :

– ceux qui analysent une image optique du document. Dans ce cas, l'éclairage du document numérisé peut occasionner quelques difficultés. Le document est en effet éclairé par des sources lumineuses placées sur les côtés du scanner. Il est difficile d'assurer un éclairage uniforme sur tout le document, or la grande sensibilité des capteurs CCD accentue ces variations dans le rendu. En outre, le document est soumis à une chaleur qui peut l'endommager.

– ceux qui balayent le document et qui produisent un nombre fixe de pixels au millimètre. Un système coulissant muni d'un capteur CCD linéaire et d'un éclairage, balaie le document. Le principe est le même que celui du scanner à plat. La numérisation se fait en dimension réelle et non à partir d'une image optique du document, la résolution est constante quelle que soit la taille du document. Quant à l'éclairage, il est mieux maîtrisé et n'affecte que la surface en cours de traitement.

Les appareils photographiques numériques

Comme dans le cas de la technique de tête de numérisation fixe, c'est l'image optique du document qui est numérisée, ainsi tout document, quelles que soient ses dimensions, peut être numérisé.

Les appareils photographiques numériques sont commercialisés dans une gamme très large de produits, de l'appareil photo amateur jusqu'à l'appareil professionnel. Les appareils d'entrée de gamme sont à matrice ; ils permettent une numérisation rapide mais de faible définition. Les systèmes professionnels sont généralement à barrette ; ils fonctionnent par balayage, la numérisation est plus longue mais la qualité meilleure.

Les appareils d'entrée de gamme fournissent des images de l'ordre de 700 x 500 pixels en 24 bits et compressent immédiatement les images. Les appareils professionnels codent les couleurs sur 24 ou 36 bits pour des résolutions allant jusqu'à 6 000 x 8 000 pixels.

Les appareils professionnels se présentent sous la forme de dos qui se fixent aux appareils traditionnels (appareils à chambre) alors que les appareils d'entrée de gamme sont des appareils photo complets.

Les appareils les moins chers utilisent une mémoire de type carte flash. Ces cartes sont onéreuses et disposent de capacités limitées, rendant difficiles les campagnes de prises de vue sur des lots importants. Les appareils haut de gamme doivent être constamment associés à un micro-ordinateur, rendant délicates les campagnes de prises de vue hors studio. L'IRHT a choisi ce type de matériel pour numériser les manuscrits enluminés des bibliothèques (la description de cet équipement peut être télédéchargé en format Word).

Les scanners de microformes

Deux types d'appareils numérisent les microformes (microfilms et microfiches).

– une premier gamme de produits d'un coût moyen propose une numérisation en mode bitonal, plus rarement en niveaux de gris, s'échelonnant entre 200 et 400 dpi. Il s'agit de lecteurs dotés d'une fonction de numérisation ou encore d'un équipement adaptable sur un lecteur classique. Dans ce dernier cas, une barre de CCD montée sur châssis balaie l'image sur l'écran.

– les appareils haut de gamme automatisent la numérisation. Ces machines disposent de systèmes permettant un repérage des images, ce repérage est plus rapide lorsque les films disposent de pavés optiques (blips).

Les scanners de diapositives et de transparents

Comme nous l'avons évoqué précédemment, il est possible de numériser des documents sur support transparent à partir d'un scanner à plat équipé d'un dos et d'un dispositif de rétro-éclairage. Mais ce procédé reste très limité car il exige de positionner chaque document à chaque nouvelle prise de vue, dans certains cas il est possible de monter en bande quelques diapositives sur un support plastique glissé dans le numériseur. Ce traitement ne peut être que ponctuel.

Il existe des appareils dans le monde professionnel bien adaptés à la numérisation des diapositives ou de documents transparents qui utilisent des chargeurs ou des systèmes d'introduction semi-automatique.

Bibliographie

Agfa-Gevaert, An Introduction to Digital Scanning (Digital Colour pepress ; 4), Mortser (Belgique), Agfa-Gevaert, 1994.

Michael lesk, Practical Digital Libraries : Books, Bytes and Bucks, San Francisco, Morgan Kaufmann, 1997

William Saffady, Computer Storage Technologies : A Guide for Electronic recordkeeping, Prairie Village, Kansas, ARMA International, 1996.