La photographie numérique dentaire

La photographie dentaire, autrefois réservée à quelques initiés, s’est totalement démocratisée avec l’essor des technologies numériques. En pratique clinique, elle est devenue un outil indispensable qui permet d’améliorer l’archivage, la communication et la protection médico-légale.

Sa maîtrise passe par la connaissance et la mise en application de certaines règles développées dans une première partie consacrée à la prise de vue [¹]. Elle passe également par l’apprentissage de certaines notions de base liées au traitement informatique des fichiers. L’objectif principal de cette seconde partie est d’en rappeler quelques-unes afin d’optimiser, à l’aide d’un logiciel et de certains outils de post-traitement, les différentes données qualitatives et quantitatives d’une image.

Notions de base

Définition d’une image

Elle correspond au nombre total de pixels (points élémentaires) qui la constituent. Elle se calcule en multipliant le nombre de pixels en largeur (H) par le nombre de pixels en hauteur (V). Elle est quantifiable sur tous les appareils photographiques numériques (APN), sur les vidéoprojecteurs ou encore sur les écrans d’ordinateur [²]. Un APN dont le capteur comporte par exemple 4 500 × 3 000 pixels permet d’acquérir des images dont la définition maximale est de 13,5 mégapixels (1 MP : 1 million de pixels). Cette définition de capture peut également être paramétrée dans un menu sur une ou deux valeurs inférieures à la maximale. La taille (size) de l’image est alors indiquée par des termes imprécis tels que « small », « medium » ou « large », sans que le nombre total de pixels soit toujours spécifié. Celui-ci peut être vérifié et modifié a posteriori lors d’un travail de post-traitement, à l’aide d’un logiciel de traitement d’images. D’un point de vue pratique, plus la définition d’une image est grande, plus son poids informatique (en mégaoctets : Mo) est important et moins vite se fait son transfert.

Résolution d’une image

Elle correspond au nombre de pixels la composant par unité de surface : c’est une densité. Elle s’exprime de différentes manières, ce qui peut porter à confusion. Le plus souvent, l’unité de mesure de la résolution est le pixel par pouce (ppp) et elle est équivalente au terme anglais « dot per inch » (dpi), avec 1 inch = 1 pouce = 2,54 cm.

Définition/résolution selon la destinée d’une image

En fonction de la destinée d’une photographie (^fig. 1), il est souvent utile de modifier sa définition ainsi que sa résolution pour profiter du meilleur rapport qualité/poids [³]. En général, trois cas de figures peuvent se présenter.

– Pour une image destinée à être ­insérée dans un diaporama (PowerPoint®, Keynote®, etc.), la définition maximale de l’image, lorsqu’elle occupe la totalité de la diapositive, ne devrait pas excéder celle du vidéoprojecteur, soit le plus souvent 1 024 × 768 pixels (norme XGA). Sachant que la taille virtuelle par défaut d’une diapositive PowerPoint® mesure 25,4 cm (10 pouces) × 19,05 cm (7,5 pouces), la résolution de l’image ne devrait donc pas excéder 100 dpi (1 024/10) quelle que soit sa taille finale de projection.

– Pour une image destinée à un article, les « conseils aux auteurs » des revues préconisent généralement une largeur minimale de 10 cm et une résolution de 300 dpi. La hauteur de la photographie n’est généralement pas spécifiée, mais elle peut être déterminée lorsque l’on connaît son format (rapport de la largeur sur la hauteur). Ce dernier est le plus souvent égal à 3/2 ou 4/3.

– Pour une image destinée à être affichée sur un écran, la définition et la résolution dépendent de la taille de la diagonale de l’écran (en pouces) et de sa carte graphique. Lorsqu’un écran de 20 pouces permet d’afficher 1 920 × 1 080 pixels, sa résolution est égale à 72 dpi. Une photographie de résolution plus importante et affichée en plein écran ne sera pas meilleure qualitativement.

Outils d’optimisation

Malgré le paramétrage correct du matériel photographique et la mise en application de certaines règles de prise de vue, il peut arriver qu’une photographie présente un ou plusieurs défauts. Les erreurs les plus fréquentes concernent le cadrage, l’exposition, la gestion des couleurs, la présence d’artéfacts liée au dépôt de poussière sur le capteur numérique, la présence de salive ou de rayures sur un miroir, etc. Différents outils regroupés au sein de nombreux logiciels permettent d’y remédier lors d’un travail de post-traitement [⁴, ⁵]. Dans un but didactique, six étapes facultatives et commutatives sont présentées pour optimiser différentes images présentant des défauts caractéristiques (^fig. 2). Le logiciel universel Photoshop® et le logiciel Photoshop Element® sont utilisés comme supports de démonstration, mais de nombreux autres logiciels gratuits (GIMP®, XnView®, Blender®, etc.) ou payants (Photoshop Lightroom®, CorelDRAW®, Aperture®, etc.) et fonctionnant sur le même principe peuvent être utilisés. Retenons que Photoshop® est destiné à l’optimisation experte des images. Ses fonctions sont très complètes et conviennent aux amateurs comme aux professionnels de l’image. Photoshop Element® est une solution plus abordable techniquement et financièrement (environ 100 €). Elle est tout à fait adaptée au chirurgien-dentiste souhaitant compléter sa gamme de logiciels informatiques. Enfin, Photoshop Lightroom® est développé pour le photographe professionnel, principalement dans le but de classer, de décoder et de développer (en format numérique ou en impression papier) les fichiers bruts, au format « RAW » (cf. Formats d’enregistrement). Ce logiciel offre de nombreuses possibilités de modification des couleurs et quelques outils de corrections ponctuelles.

Avant de se lancer dans une opération de post-traitement, deux points très importants doivent être respectés.

– D’un point de vue déontologique, les outils d’optimisation ne doivent en aucun cas modifier ou masquer la réalité clinique ou scientifique d’une photographie, quelle que soit sa destination.

– Il est essentiel de travailler sur une copie de l’image avant d’entamer un protocole d’optimisation. En effet, certaines opérations ne peuvent pas être annulées ; le logiciel ou l’ordinateur peuvent être défaillants…

Rééchantillonnage d’une image

Le rééchantillonnage modifie la quantité de données d’une image lorsque la définition ou la résolution sont modifiées. Le sous-échantillonnage réduit le nombre de pixels et revient à supprimer des informations. Le suréchantillonnage augmente le nombre de pixels et revient à ajouter des informations. La façon dont les pixels sont supprimés ou ajoutés dépend de la méthode de redimensionnement (interpolation) choisie. Quelle que soit sa destinée, une photographie prise avec un APN récent produit une image dont la qualité en termes de pixels ne peut être directement exploitée. La plupart du temps, il est même nécessaire de sous-échantillonner les images pour réduire leur poids informatique. En revanche, lorsque l’on désire agrandir une portion d’une image tout en conservant la qualité de l’affichage ou de l’impression, il est utile de disposer d’une importante définition. En effet, un agrandissement par 2 d’une zone spécifique nécessite de quadrupler la définition [⁶].

Il en est de même pour la numérisation des diapositives : compte tenu des dimensions d’une vue (36 × 24 mm), si l’on souhaite obtenir une image pour une publication (300 dpi pour plus de 10 cm de largeur), il faut régler la résolution du scanner sur 1 200 dpi.

Afin de modifier la définition et la résolution de l’image pour l’adapter à son utilisation – consultation à l’écran, impression papier, présentation pour une conférence, publication… –, un exemple de protocole peut être donné à l’aide des menus de Photoshop®.

La boîte de dialogue « Taille de l’image » se trouve dans le menu « Image » : pour une image donnée quelle que soit sa source, le cadre supérieur indique le poids de l’image (taille des pixels). Le cadre central indique la taille du document (pour une impression par exemple) et la résolution. Excepté pour des réglages particuliers, les deux cases concernant les styles et les proportions ne doivent pas être décochées. La case « Rééchantillonnage » concerne la résolution : c’est cette commande qui permet d’adapter l’image à son mode d’utilisation (^fig. 3a). Si cette case est cochée, la résolution peut être modifiée sans intervenir sur la largeur et sur la hauteur du document (^fig. 3b). En revanche, lorsque la case est décochée, une modification de la résolution entraîne une adaptation automatique des dimensions du document (^fig. 3c). Pour cet exemple, si l’on souhaite utiliser l’image à une définition de 100 dpi, il faut cocher « Rééchantillonnage » et choisir une nouvelle taille de l’image en modifiant la largeur ou la hauteur. Si les proportions ne sont pas adaptées au format du document (par exemple 3/2), il faut procéder, dans un premier temps, au recadrage de l’image selon le protocole abordé ci-dessous.

Recadrage

L’outil « Recadrage » présent dans la palette d’outils de Photoshop® permet de sélectionner et de rogner une zone de l’image avec ou sans contrainte de proportions, de définition et de résolution. Il isole un point particulier de l’image ou en retire un élément parasite tel un écarteur, un doigt ou un miroir. Il est également possible de faire pivoter le cadre de sélection pour redresser une photographie mal cadrée (clic de souris et rotation manuelle de la sélection) (^fig. 4a et ^b).

Lorsqu’il est utilisé par défaut, l’outil « Recadrage » permet de modifier les proportions de l’image (format) et de diminuer sa définition (nombre de pixels), sans modifier sa résolution (densité de pixels). Si la touche « Alt » du clavier est enfoncée pendant le tracé du rectangle de recadrage, celui-ci est créé à partir du centre de la future zone d’intérêt. Avec la touche « Maj », un carré est obtenu.

Lorsqu’il est utilisé avec contrainte, les dimensions (largeur et hauteur) et la résolution de l’image peuvent être paramétrées en amont en sélectionnant successivement « Fenêtre > Options » depuis le menu principal de Photoshop®. Si le rectangle de recadrage doit avoir une taille précise (10 cm × 6 cm, par exemple), il est nécessaire de rentrer les valeurs et les unités dans les zones de saisie correspondantes. Si aucune valeur n’est spécifiée pour la résolution, le logiciel la recalcule automatiquement. Si les dimensions de l’image recadrée sont plus faibles que celles de l’image originale, la résolution augmente, sans rééchantillonnage.

Pour recadrer une image selon des proportions définies (par exemple 3/2), le rectangle de sélection peut être réglé dans le paramètre « Style » de la barre d’options en passant de « Normal » à « Prop. fixes » et en indiquant en face les rapports largeur/hauteur.

Les dimensions du rectangle de sélection peuvent également être définies avec le paramètre « Taille fixe » en indiquant les largeur et hauteur souhaitées en pixels ou en centimètres (en changeant les unités par la touche « Ctrl » sous Mac ou « Ctrl + Alt » sous Windows).

Niveaux

L’exposition détermine la quantité de lumière qui impressionne le capteur d’un APN. Pour qu’une photographie ne soit ni trop claire (surexposée) ni trop sombre (sous-exposée), il faut que cette surface reçoive exactement la quantité de lumière dont elle a besoin [⁷]. La ^{figure 2} manque de luminosité, elle est donc sous-exposée. Avec l’application de la commande « Niveaux » de Photoshop®, il est possible d’y remédier mais dans une certaine mesure. Celle-ci est activée en sélectionnant successivement « Image > Réglages > Niveaux » depuis le menu principal de Photoshop® (^fig. 5). Un histogramme apparaît alors (^fig. 6a). Ce graphique représente le nombre de pixels de l’image en fonction de leur valeur qui varie de 0 pour un pixel noir (à gauche) à 255 pour un pixel blanc (à droite). Plus les pixels possédant la même luminosité sont nombreux et plus la colonne qui représente cette valeur est haute. Ainsi, lorsqu’une image est sous-exposée (notre exemple), les colonnes de l’histogramme sont déplacées vers la gauche et inversement. Pour améliorer l’exposition, il suffit de déplacer le curseur du point blanc vers la gauche jusqu’au pied de la courbe (^fig. 6b). Lorsque cela est nécessaire, il faut ensuite faire de même avec le point noir en déplaçant le curseur correspondant vers la droite. De légers ajustages (rester un peu en deçà des pieds de la courbe) sont parfois nécessaires pour ne pas trop modifier l’aspect final de l’image. Lors de ces opérations, il est possible de vérifier les zones qui seront écrêtées (perte d’information) en appuyant simultanément sur la touche « Alt » du clavier. Le contraste (gamma) peut enfin être ajusté en jouant sur le curseur du point gris, ce qui permet d’équilibrer l’image (^fig. 7).

Variantes de couleurs

Malgré le paramétrage correct d’un APN, il peut arriver que la balance des couleurs, le contraste et la saturation d’une image ne soient pas parfaits. L’application de la commande « Variantes » de Photoshop® CS3 corrige ces défauts, en particulier pour les images à prédominance de tons moyens, qui ne requièrent pas de réglages de couleur précis.

Celle-ci est activée en sélectionnant successivement « Image > Réglages > Variantes » depuis le menu principal de Photoshop® CS3 (^fig. 8). Une planche contact représentant l’image source avec une dominante plus ou moins verte, jaune, bleue, etc., apparaît alors (^fig. 9a). Les deux vignettes en haut de la boîte de dialogue présentent la sélection d’origine (« Original ») et la sélection au fur et à mesure que des réglages sont effectués (« Sélection »). Les tons foncés, moyens et clairs peuvent successivement être ajustés en plus ou moins grande proportion en fonction de l’ajustage du curseur « Faible/Fort » (^fig. 9b). Pour ajouter une dominante de couleur à l’image, il suffit alors de cliquer sur la vignette de couleur appropriée. Pour soustraire une couleur, il faut cliquer sur la vignette correspondant à la couleur complémentaire. Par exemple, pour enlever du cyan, il faut cliquer sur la vignette « Plus de rouge ». Enfin, pour régler la luminosité, il faut cliquer sur une vignette dans la partie droite de la boîte de dialogue.

N. B. : ce menu « Variantes » n’existe plus dans les versions plus récentes de Photoshop® dans lesquelles on peut obtenir le même résultat avec le menu « Balances des couleurs » situé au même niveau. C’est la copie de l’image à modifier (case « Aperçu » cochée) qui sert de témoin des ajustements effectués à l’aide des trois curseurs, pour chacun des tons foncés, moyens et clairs (^fig. 9c).

Réglage de la balance des blancs

La balance des blancs conditionne le rendu exact des couleurs. Elle a pour but d’adapter la colorimétrie au type d’éclairage employé. Deux méthodes permettent son réglage lors de la prise de vue ou en post-traitement. La première a été détaillée dans la partie précédente de cet article [¹]. La seconde méthode consiste à incorporer lors de la prise de vue une référence de gris neutre (à « 18 % »), de blanc pur et/ou de noir pur [⁸, ⁹ et ¹⁰]. L’image doit ensuite être ouverte dans Photoshop®. La rubrique « Niveaux » doit être sélectionnée en faisant successivement « Image > Réglages > Niveaux ». À droite de l’histogramme précédemment décrit, trois « pipettes » (une noire, une grise et une blanche) sont visibles. Il suffit de sélectionner successivement l’une des pipettes et d’aller la placer sur la zone de couleur correspondante à l’aide d’un clic (la noire sur la partie noire référentielle de l’image, etc.) (^fig. 10). D’un point de vue pratique, il suffit de placer en situation lors de la prise de vue un bout de charte colorimétrique contenant au moins du gris neutre à 18 % (Qp Card 101, Scuadra TrueColors S, moins de 20 €) et de cliquer sur ces zones à l’aide des pipettes de couleurs respectives. La luminosité et le contraste sont également instantanément équilibrés. Si l’écran de l’ordinateur est étalonné, les véritables couleurs de la scène photographiée sont alors affichées [⁸].

Correction – Duplication

Certaines imperfections peuvent entacher une image. Les plus communes résultent du dépôt de poussières sur le capteur de l’APN (taches noires) ou de sa détérioration localisée (pixels blancs). D’autres, accidentelles, peuvent être tout aussi gênantes. Il s’agit le plus souvent de rayures présentes sur les miroirs lorsqu’ils sont utilisés pour les prises de vue indirectes ou du reflet du flash sur les bulles de salive. Dans ce cas, lorsque l’image ne peut être renouvelée, certains outils peuvent être d’une grande aide.

Le logiciel Photoshop® Elements offre divers outils mais trois sont tout particulièrement indiqués pour la correction de ce type d’imperfections (^fig. 11a et ^b). Ils sont présentés ci-dessous, par intérêt et facilité d’usage décroissants.

– L’outil « Correcteur localisé » est le plus pratique. Il supprime les défauts tels une tache ou un trait de rayure (^fig. 12), en appliquant une texture prélevée sur une zone source de l’image dont le logiciel aura fait lui-même la sélection par concordance. La couleur de la zone cible est ainsi intégralement respectée. Notons que la procédure de suppression des imperfections nécessite tout d’abord de calibrer l’outil avec un clic droit. Son diamètre (celui de la zone à rectifier) peut être sélectionné (^fig. 13) et un clic gauche permet ensuite de peindre la zone à optimiser (^fig. 14a et ^b).

– L’outil « Correcteur » présente la même fonction que l’outil vu précédemment, sauf que la zone source est déterminée manuellement par un clic avec la touche « Alt » enfoncée. Ceci offre moins d’automatisme. Il est indiqué pour restaurer une zone peu hétérogène dont la couleur se retrouve ailleurs sur l’image. Nous avons ici pris l’exemple d’une tache grise sur le miroir, en regard de la face vestibulaire d’une prémolaire (^fig. 15a et ^b).

– L’outil « Tampon de duplication » fonctionne de la même manière que le précédent, sauf que la zone source est intégralement appliquée sur la zone cible et non plus sa seule texture. Cet outil effectue donc des copier-coller de zones préalablement sélectionnées.

L’emploi judicieux de ces différents outils offre de nombreuses possibilités d’amélioration d’images. Il est possible d’effacer une zone indésirable, telle une date apparaissant dans un coin de l’image (^fig. 16a et ^b), ou de faire apparaître un effet de simulation tel un projet esthétique destiné à un correspondant ou à un prothésiste (^fig. 17). Ces corrections doivent être restreintes et elles ne doivent servir qu’à nettoyer une photographie ou à simuler une modification clinique dans le but d’une meilleure communication.

Remarque importante : d’un point de vue déontologique, toute falsification de la réalité clinique est inacceptable, en particulier dans le cadre d’une publication ou d’une présentation magistrale.

Ajout de texte

L’ajout de texte sur une photographie peut être d’un grand intérêt lorsqu’il s’agit d’améliorer la communication entre le cabinet et le laboratoire ou entre confrères. L’archivage de l’état bucco-dentaire d’un patient peut également être facilité lorsque les annotations sont sur les photographies.

L’outil « Texte » est disponible dans la palette d’outils de Photoshop® et de Photoshop® Elements (case annotée « T ») (^fig. 18).

En sélectionnant successivement « Fenêtre > Options » dans le menu principal, il est possible de modifier dans des cases spécifiques la police de l’écriture, son type, sa taille, sa couleur, etc. Lorsque du texte est apposé sur une photographie, un calque se crée. Il correspond à une superposition sur la photo originale qui peut être retirée a posteriori à condition d’enregistrer l’image dans un format spécifique (PSD ou TIFF). Le fait d’enregistrer les deux calques (image + texte) dans un autre format les aplatit, sans possibilité de dissociation ultérieure.

Formats d’enregistrement

Le codage des images numériques peut s’effectuer de différentes manières selon le mode d’écriture. Plusieurs formats de fichier sont disponibles et répondent à des besoins précis [², ⁶]. À ce jour, trois formats principaux permettent d’acquérir des photographies à l’aide d’un APN :

– RAW, littéralement « brut », en anglais ;

– TIFF, Tagged Image File Format ;

– JPEG, Joint Photographic Experts Group.

Chacun présente des avantages et des inconvénients.

RAW

Ce format, souvent assimilé au négatif numérique, s’identifie grâce à une ou à plusieurs extensions propres à chaque fabricant (.CR2 chez Canon,.NEF chez Nikon,.ARW chez Sony, etc.). Il enregistre les données brutes du capteur, sans compression. Lorsqu’une photographie est ouverte pour la première fois avec un logiciel de traitement de l’image, une dérawtisation s’effectue. Il est ensuite possible d’aller très loin, et sans destruction, dans la correction des erreurs de paramètres de prise de vue (température de couleur, exposition, luminosité, contraste, saturation, etc.) (^fig. 19a et ^b). En contrepartie, ce format riche en information est lourd et difficilement transférable. Le traitement des images est chronophage et peu adapté à un exercice quotidien. Afin d’éviter toute tentative de retouche des images, certaines sociétés odontologiques imposent cependant ce format aux auteurs (American Academy of Cosmetic Dentistry). Le logiciel le plus largement plébiscité dans le milieu de la photographie est Photoshop Lightroom®. Il autorise l’optimisation des données colorimétriques ainsi que des modifications très ponctuelles telles que celles des outils « Correcteurs » de Photoshop Element® ou la correction des yeux rouges. L’image obtenue est relativement fidèle à la réalité.

TIFF

Ce format est rarement disponible sur les APN car le volume en méga­octets du fichier est très lourd. Le fait qu’il soit non destructif l’indique cependant lorsque certaines modifications successives sont à apporter aux images lors d’un travail de post-traitement. Celles-ci doivent alors être enregistrées autant de fois que nécessaire sous ce format, et ce n’est qu’en dernier lieu et une fois pour toutes que la compression en un autre format (JPEG, PNG, etc.) doit s’opérer.

JPEG

Ce format universel est parfaitement adapté à la photographie. Il est optimisé pour transmettre des images rapidement (par Internet) ; il gère plus de 16 millions de couleurs (profondeur de 24 bits) et il compresse les images pour qu’elles occupent le moins d’espace possible. En contrepartie, la compression est dite destructive car elle élimine certains détails de l’image originale. La détérioration est proportionnelle à un taux de compression qui dépend du logiciel utilisé. Lorsque celui-ci est trop important, les images bruitées perdent en détail et sont entachées d’artéfacts. Cette perte de qualité est irréversible et s’aggrave à chaque fois qu’une image est réenregistrée dans ce même format, lors d’un travail de post-traitement par exemple.

Au cas où un travail de post-traitement est entrepris, il est tout d’abord impératif de dupliquer l’image pour ne pas risquer une détérioration irréversible. Lorsque des optimisations sont à apporter à différents temps qui impliquent d’ouvrir et de fermer le fichier plusieurs fois, il est nécessaire de l’enregistrer au format TIFF afin de ne pas détériorer l’image. Une fois la totalité des modifications effectuée, le fichier peut être compressé et enregistré au format JPEG (^fig. 20). Si toutes les opérations d’optimisation sont effectuées successivement sans que le fichier soit fermé, il est possible de l’enregistrer directement au format JPEG. Le taux de compression doit enfin être minimal si la définition et la résolution ont correctement été paramétrées en amont, en fonction de la destinée de l’image.

Conclusion

L’outil informatique est un complément incontournable de la photographie numérique dentaire. Il permet sans difficulté de visualiser, d’imprimer, d’archiver et de transférer des images. Certaines étapes de post-traitement sont également possibles pour améliorer leurs aspects qualitatifs et quantitatifs. En pratique clinique, un peu d’habitude suffira pour effectuer rapidement quelques opérations de base. Celles-ci doivent rester dans le domaine de l’optimisation sans jamais aller flirter avec celui de la falsification, de la retouche.

bibliographie

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