Traitement d'images

Une matrice

On considère le programme suivant :

from math import *
fichier = open("MatriceExemple.txt","w")
liste = [['' for i in range(20)] for i in range(20)]
for i in range(20):
    for j in range(20):
        if abs(i-j) < 5:
            liste[i][j] = '*'
        elif 5 <= abs(i-j) < 10:
            liste[i][j] = '+'
        else :
            liste[i][j] = '#'
for i in range(20):
    chaine = ''
    for j in range(20):
        chaine = chaine+' '+ str(liste[i][j])
    print(chaine,file=fichier)
fichier.close()

1. Que fait ce programme ?
2. Modifier ce programme pour qu’il affiche la matrice ci-contre :

Fichier PPM

Question 1

1. Ecrire un programme qui permet de produire un fichier PPM de l’image qui sera donnée en cours.
+

Production d'un fichier PPM

from PIL import Image
# Charger l’image qu’on nomme img
img = Image.open('Joconde.jpg')
#Définir les dimensions de l’image
w,h = img.size

fichier = open("Joconde.ppm","w")
print("P3",file=fichier)
print("#",file=fichier)
print(w,file=fichier)
print(h,file=fichier)
print(255,file=fichier)


#Initialiser les 3 composantes RVB de l’image

for j in range(0,h):
    for i in range(0,w):
        p = img.getpixel((i,j))
        
        print(p[0],file=fichier)
        print(p[1],file=fichier)
        print(p[2],file=fichier)

fichier.close()

Question 2

2. Ecrire un programme qui permet de lire un fichier PPM et d’afficher dans une fenêtre l’image associée à ce fichier.

Transformer une image

Question 1

1. Écrire un programme qui transforme une image en couleurs en une image en niveaux de gris.

Savoir-faire : transformer une image en couleurs en une image en niveaux de gris.

Méthode

On remplace chaque pixel de couleur r, v, b par un pixel dont le niveau de gris est la moyenne des nombres r, v et b.

+

Image en niveaux gris

from PIL import Image
from tkinter import Tk
from tkinter import Canvas

fen = Tk()
fen.geometry("600x700")
fen.title("Gris")


fichier = open("Joconde.ppm","r")

s = fichier.readline()
s = fichier.readline()
largeur = eval(fichier.readline())
hauteur = eval(fichier.readline())
maximum = eval(fichier.readline())

Fond=Canvas(fen,width=largeur,height=hauteur,bg="white")
Fond.place(x=0,y=0)


rouge = [[0 for j in range(0,hauteur)] for i in range(0,largeur)]
vert = [[0 for j in range(0,hauteur)] for i in range(0,largeur)]
bleu = [[0 for j in range(0,hauteur)] for i in range(0,largeur)]

gris = [[0 for j in range(0,hauteur)] for i in range(0,largeur)]

for j in range(hauteur):
        for i in range(largeur):
                rouge[i][j] = eval(fichier.readline())
                vert[i][j] = eval(fichier.readline())
                bleu[i][j] = eval(fichier.readline())
                gris[i][j] = (rouge[i][j]+vert[i][j]+bleu[i][j])//3
                couleur = "#%02x%02x%02x" % (gris[i][j],gris[i][j],gris[i][j])
                Fond.create_rectangle(i,j,i,j,outline=couleur)

fichier.close()

Question 2

2. Écrire un programme qui augmente le contraste d’une image en se fixant comme seuil la valeur (maximum//5).

Savoir-faire : augmenter le contraste d’une image en niveaux de gris.

Méthode

On fixe un seuil et on remplace tous les pixels plus clairs que ce seuil par un pixel blanc et tous les pixels plus sombres que ce seuil par un pixel noir.

Indication

for j in range(0,hauteur):
    for i in range(0,largeur):
        if gris[i][j] <= maximum//5:
	     grisbis[i][j] = 0
	 else :
     grisbis[i][j] = maximum

+

Augmenter le contraste d'une image en niveaux gris

from PIL import Image
from tkinter import Tk
from tkinter import Canvas

fen = Tk()
fen.geometry("600x700")
fen.title("Noir&Blanc")


fichier = open("Joconde.ppm","r")

s = fichier.readline()
s = fichier.readline()
largeur = eval(fichier.readline())
hauteur = eval(fichier.readline())
maximum = eval(fichier.readline())

Fond=Canvas(fen,width=largeur,height=hauteur,bg="white")
Fond.place(x=0,y=0)


rouge = [[0 for j in range(0,hauteur)] for i in range(0,largeur)]
vert = [[0 for j in range(0,hauteur)] for i in range(0,largeur)]
bleu = [[0 for j in range(0,hauteur)] for i in range(0,largeur)]

gris = [[0 for j in range(0,hauteur)] for i in range(0,largeur)]

for j in range(hauteur):
        for i in range(largeur):
                rouge[i][j] = eval(fichier.readline())
                vert[i][j] = eval(fichier.readline())
                bleu[i][j] = eval(fichier.readline())
                gris[i][j] = (rouge[i][j]+vert[i][j]+bleu[i][j])//3

                if gris[i][j] <= maximum//5:
                        gris[i][j] = 0
                else:
                        gris[i][j] = maximum
                couleur = "#%02x%02x%02x" % (gris[i][j],gris[i][j],gris[i][j])
                Fond.create_rectangle(i,j,i,j,outline=couleur)
        
fichier.close()

fen.mainloop()

Question 3

3. Écrire un programme qui double la taille d’une image en niveaux de gris, en remplaçant chaque pixel par un carré de deux pixels sur deux pixels du même niveau de gris.

Savoir-faire : changer la taille d’une image

Méthode :

On calcule la nouvelle image pixel par pixel.

Indication

largeurbis = 2*largeur
hauteurbis = 2*hauteur
for j in range(0,hauteur):
    for i in range(0,largeur):
grisbis[i][j] = gris[i//2][j//2]

+

Augmenter la taille d'une image

from PIL import Image
from tkinter import Tk
from tkinter import Canvas

fen = Tk()
fen.geometry("1000x1200")
fen.title("Zoomer")


fichier = open("Joconde.ppm","r")

s = fichier.readline()
s = fichier.readline()
largeur = eval(fichier.readline())
hauteur = eval(fichier.readline())
maximum = eval(fichier.readline())

Fond=Canvas(fen,width=2*largeur,height=2*hauteur,bg="white")
Fond.place(x=0,y=0)


rouge = [[0 for j in range(0,hauteur)] for i in range(0,largeur)]
vert = [[0 for j in range(0,hauteur)] for i in range(0,largeur)]
bleu = [[0 for j in range(0,hauteur)] for i in range(0,largeur)]

gris = [[0 for j in range(0,hauteur)] for i in range(0,largeur)]
grisbis = [[0 for j in range(0,2*hauteur)] for i in range(0,2*largeur)]


for j in range(hauteur):
        for i in range(largeur):
                rouge[i][j] = eval(fichier.readline())
                vert[i][j] = eval(fichier.readline())
                bleu[i][j] = eval(fichier.readline())
                gris[i][j] = (rouge[i][j]+vert[i][j]+bleu[i][j])//3
largeurbis = 2*largeur
hauteurbis = 2*hauteur
for j in range(hauteurbis):
        for i in range(largeurbis):
                grisbis[i][j] = gris[i//2][j//2]
                couleur = "#%02x%02x%02x" % (grisbis[i][j],grisbis[i][j],grisbis[i][j])
                Fond.create_rectangle(i,j,i,j,outline=couleur)
       
fichier.close()
        
fen.mainloop()

Question 4

4. Dessiner une image de taille d’au moins 200 pixels par 200 pixels, où la valeur de chaque pixel est aléatoire. Observer le résultat obtenu : n’y a-t-il pas quelques régularités ? Elles sont évidemment dues au hasard : il faut se méfier de sur-interpréter un phénomène aléatoire dans lequel on croit apercevoir des régularités.