Différences

Ci-dessous, les différences entre deux révisions de la page.

--- wiki:projet:trait_image [2017/03/16 14:15]
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+++ wiki:projet:trait_image [2017/04/24 09:54] (Version actuelle)
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@@ Ligne 3: / Ligne 3: @@
 ===== CODES MATLAB =====
-==== SELECTION DU FAISCEAU ====
+==== TRAITEMENT ====
+<code>
+close all
+%-------------------------------------------------------------------------%
+%                   Traitement de l'image                                 %
+%                                                                         %
+%   Ce premier fichier est le pogramme de traitement. Il lit une image,   %
+%   puis appelle differentes fonctions afin de la traiter.                %
+clear figure
+Im = imread('faisc_31_03_a.jpg'); %Im : variable contenant 3 matrices qui
+                                %contiennent les intensites de rouge, vert
+                                %pour chaque pixel de l'image de base
+mint = [135 29 69]; %Cette variable correspond a un pixel du rayon ayant la
+                    %plus intensite (prise de maniere completement
+                    %empirique
+image(Im) %Affichage de l'image de base
+imf = faisceau(Im, mint); %appelle de la fonction faisceau, resultat stocke
+                          %dans imf (plus d'explication dans le fichier
+                          %faisceau.m)
+figure %nouvelle fenetre pour une figure
+image(imf) %affichage de l'image imf ne selectionnant que le faisceau
+[imf2, zx] = affinage(imf); %appelle de la fonction affinage. imf2 est une
+                            %image et zx une matrice 2xp, p etant la
+                            %largeur de l'image (plus d'explication dans le
+                            %fichier affinage.m)
+figure %nouvelle fenetre pour une figure
+image(imf2) %affichage de l'image imf2
+ime = imread('cb_31_03_a.jpg');
+[imech, ech] = echelle(ime); %appelle de la fonction echelle. imech est une
+                            %image et ech un flottant (plus d'explication
+                            %dans le fichier affinage.m)
+figure %nouvelle fenetre pour une figure
+image(imech) %affichage de l'image imech
+res = pos_deriv(ech, zx, 0.018, 0.066); %appelle de la fonction pos_deriv. res
+                                  %est une matrice nx5 (plus d'explication
+                                  %dans le fichier affinage.m)
+figure  %nouvelle fenetre pour une figure
+plot(res(:,1), res(:,2)) %graphe du faisceau
+title('Height of the beam as a function of x')
+xlabel('x (m)')
+ylabel('Height (m)')
+figure
+plot(res(:,2),res(:,4), '.')
+title('Refractive index as a function of height')
+xlabel('Height (m)')
+ylabel('Refractive index')
+%errorbar(res(:,4),res(:,5))
+% figure
+% ft = fit(res(:,1), res(:,2), 'poly9')
+% plot(ft)
+% save('fit_31_03_b.txt', 'ft');
+save('31_03_a_fit.txt', 'res', '-ascii'); %ecrit les donnes de res dans un
+                                          %fichier .txt
+%-------------------------------------------------------------------------%
+</code>
+==== FAISCEAU ====
 <code>
 function [ image_fais ] = faisceau( im, min )
-%FAISCEAU Mat(int*int*int) * Mat(int) -> Mat(int*int*int)
+%FAISCEAU Mat(3*Mat(int)) * Mat(int) -> Mat(3*Mat(int))
 %   Retourne une image ne selectionnant "theoriquement" que le faisceau du
-% laser grace a la coueur rouge
+% laser grace a la coueur rouge et prend en argument l'image de depart et
+% le pixel minimal
-n= size(im,1)
+n= size(im,1); %nombre de ligne
-p= size(im,2)
+p= size(im,2); %nombre de colonne
 im = uint8(im); %convertit l'image pour que l'intensite
-%varie de 0 a 255 au lieu de 0 a 1
+                %varie de 0 a 255 au lieu de 0 a 1
 image_fais= zeros(n,p,3); %initialise l'image en noir complet
-image_fais = uint8(image_fais);
+image_fais = uint8(image_fais); %convertit l'image pour que l'intensite
+                                %varie de 0 a 255 au lieu de 0 a 1
 I = 1:n;
 J = 1:p;
 for i = I
     for j = J
          if im(i,j,1)>min(1)-1 %selection de la couleur rouge
-            image_fais(i,j,1)=im(i,j,1);
+            image_fais(i,p+1-j,1)=im(i,j,1); %mise a l'endroit
          end
     end
+end
 end
+%-------------------------------------------------------------------------%
 </code>
-==== TRAITEMENT DE L'IMAGE SELECTIONNEE ====
+==== AFFINAGE ====
 <code>
-Im = imread('exp_glo.jpg');
+function [ imf, xm ] = affinage( im )
+%AFFINAGE Mat(3*Mat(int)) -> Mat(3*Mat(int)) * Mat(int)
+% Retourne l'image en moyennant les positions verticales des pixels rouges
+%pour avoir un trait fin et le tableau contenant ces valeurs et
+%l'ecart entre la valeur max et la valeur min en valeur absolue et prend en
+%argument l'image avec seulement le faisceau
+n= size(im,1); %nombre de ligne
+p= size(im,2); %nombre de colonne
+im = uint8(im); %convertit l'image pour que l'intensite
+                %varie de 0 a 255 au lieu de 0 a 1
+xm=zeros(2,p); %initizalisation d'une matrice 2xp
-mint = [135 29 69]
+I = 1:n;
+J = 1:p;
-imf = faisceau(Im, mint);
+%-------------------------------------------------------------------------%
+%Remplissage du tableau xm
-image(Im)
+for j = J
+    s=0;        %
+    x=0;        %initialisation de 3 variables
+    sx = 0;     %
+    for i = I
+        if im(i,j, 1) > 0 %Un pixel non noir
+            if x == 0 %verification pour la premiere valeur
+                xmin = i; %Recuperation de la position du coefficent
+                          %minimale
+            end
+            x = x+i;        %
+            xmax = x-sx;    % Pour le calcul de la posisition maximale qui
+            sx=sx+i;        % doit se faire a chaque boucle
+            s=s+1;          %Somme pour le calcul de la moyenne
+        end
+    end
+    ecart = abs(xmin-xmax)/2; %calcul de l'ecart entre valeur max et min
+    xm(1,j)=floor(x/s);       %un pixel doit être un entier
+    xm(2,j)=ecart;
-figure
+end
-image(imf)
-figure
+%-------------------------------------------------------------------------%
-[imf2, zx] = affinage(imf);
-image(imf2)
-figure
+imf = zeros(n,p,3); %initialisation de l'image contenant le trait fin du
-plot(0:size(zx,2)-1, zx)
+                    %faisceau
+%-------------------------------------------------------------------------%
+% Elimination des valeurs tres aberantes
+x=xm(1,p-1);
+xm(1,p)=x;
+test = xm(1,p);
+for j=2:p
+    if abs(xm(1,p+1-j)-test)>8
+        xm(1,p+1-j)=NaN; %La valeur NaN permet de faire en sorte que la
+                         %valeur ne sera pas prise en compte lors des
+                         %prochains calculs
+    else
+        test = xm(1,p+1-j);
+    end
+end
+%-------------------------------------------------------------------------%
+imf = uint8(imf); %convertit l'image pour que l'intensite
+                  %varie de 0 a 255 au lieu de 0 a 1
+%-------------------------------------------------------------------------%
+%Creation du faisceau affine dans une nouvelle image
+for j = J
+    if xm(j)>0
+        imf(xm(1,j), j,1)=255;
+    end
+end
+end
+%-------------------------------------------------------------------------%
 </code>
-==== AFFINAGE ====
+==== ECHELLE ====
 <code>
-function [ imf, xm ] = affinage( im )
+function [ image_ech, ech] = echelle( im )
-%AFFINAGE Mat(int*int*int) -> Mat(int*int*int) * Mat(int)
+%ECHELLE Mat(3*Mat(int)) -> Mat(3*Mat(int)) * float
-% Retourne l'image en moyennant les positions verticales des pixels rouges
+% Renvoie une image avec seulement le carre temoin en vert ainsi que
-%pour avoir un trait fin et le tableau contenant ces valeurs
+% l'echelle correspondant et prend en argument l'image de base
-n= size(im,1);
+im = uint8(im); %convertit l'image pour que l'intensite
-p= size(im,2);
+                %varie de 0 a 255 au lieu de 0 a 1
-im = uint8(im);
-xm=zeros(1,p);
+n= size(im,1); %nombre de ligne
+p= size(im,2); %nombre de colonne
+cbv = 60; %Intensite minimale du vert sur le carre blanc prise
+          %empiriquement
+image_ech= zeros(n,p,3); %initialise l'image en noir complet
+image_ech = uint8(image_ech); %convertit l'image pour que l'intensite
+                              %varie de 0 a 255 au lieu de 0 a 1
+tcb = 0.01; %m :taille du carre blanc
 I = 1:n;
 J = 1:p;
-for j = J
+ech = 0;    %
-    s=0;
+s= 0;       %intialisation des variables
-    x=0;
-    for i = I
+%-------------------------------------------------------------------------%
-        if im(i,j, 1) > 0
+% Meme principe que pour la selecton du faisceau sauf qu'ici le test se
+% fait sur le vert de ne pas selectionner le laser
+for i = I
+    for j = J
+         if im(i,j,2)>cbv %selection du vert
+            image_ech(i,j,2)=im(i,j,2);
+         end
+    end
-            x = x+i;
+end
-            s=s+1;
+%-------------------------------------------------------------------------%
+%-------------------------------------------------------------------------%
+% Calcul de l'echelle
+cpt = 0;    %
+cpti = 1;   %Initialisation des variable
+for i = I
+    for j = J
+        if image_ech(i,j,2)>0 %Pixel qui n'est pas noir
+            cpt = cpt + 1; %Compteur augment
+        else
+            if and(cpt>0, cpt<10) %test pour eviter les pixels aui ont pu
+                                  %rester apres la selction mais qui
+                                  %forment une chaine pas assez longue pour
+                                  %faire partie du carre
+            cpt = 0; %remise a zero du compteur
+            end
         end
-        xm(j)=floor(x/s);%un pixel doit être un entier
     end
+    if cpt>0                %test pour savoir si on a eu une tranche du
+                            %carre
+        s=s + cpt;          %somme de tout les cotes pour minimiser les
+                            %incertitudes
+        cpti = cpti + 1;    %nombre de cote +1
+        cpt=0;              %remise du compteur a zero
+    end
 end
-imf = zeros(n,p,3);
-%
+ech = (cpti-1)*tcb/s;   %regle de trois pour calculer l'echelle
-x=xm(p-1);
+end
-xm(p)=x;
+%-------------------------------------------------------------------------%
-test = xm(p);
-for j=2:p
+</code>
-    if abs(xm(p+1-j)-test)>8
-        xm(p+1-j)=NaN;
-    else
+==== POS_DERIV ====
-        test = xm(p+1-j);
-    end
+<code>
+function [ tab_donnees ] = pos_deriv( ech, zx, alpha, z0)
+%POS_DERIV float * Mat(int) * float * float-> Mat(float)
+% Renvoie une matrice de 5 colonnes aves en premiere colonne la position en
+% x (prise tout les dix pixels), la deuxieme contient l'altitude, la
+% troisieme la derive spatiale, la quatrieme l'indice et en dernier
+% l'incertitude sur l'indice. Elle prend en argument l'echelle, la matrice
+% contenant l'altitude en pixel et l'ecart valeur max-min, l'angle
+% initiale et l'altitude initiale
+neau = 1.33; %on suppose qu'initialement vu que le faisceau est en haut de
+            %la cuve est donc que la concentration en sucre est faible,
+            %l'indice optique sera celui de l'eau.
+q = size(zx,2); %nombre de colonne de zx
+z = zx(1,1);
+%-------------------------------------------------------------------------%
+%Mise a l'echelle de zx en prenant en compte que la premiere valeur devra
+%etre z0
+for i = 1:q
+    zx(1,i) = z0 - ech * (zx(1,i)-z);
+    zx(2,i) = zx(2,i)*ech;
 end
-% entre les deux signes : Elimination des valeurs tres aberantes
-imf = uint8(imf);
-for j = J
+%-------------------------------------------------------------------------%
-    if xm(j)>0
-        imf(xm(j), j,1)=255;
+C0 = neau^2/(sin(alpha)^2+1);    %calcul de la constante C0 de la formule
+                                %en tenant compte des valeurs initiales
+%-------------------------------------------------------------------------%
+%Remplissage du tableau de donnees
+j=1;
+for i = 1:10:q %10 est le pas afin de ne pas avoir trop de valeur
+    if i+10<q %test pour eviter le probleme en fin de matrice
+        tab_donnees(j,1)=(i-1)*ech; %Remplissage des x
+        tab_donnees(j,2)=zx(1,i); %Remplissage des z
+        tab_donnees(j,3)=devfite((i-1)*ech); %derive spatiale du fit
+        %Ce fit a ete obtenu a l'aide des donnees contenu dans zx.
+        %La ligne pour l'obtenir est : ft = fit(zx(2,:),zx(1,:), 'poly9')
+        tab_donnees(j,4)=sqrt(C0*(devfite((i-1)*ech)^2+1)); %indice
+        %tab_donnees(j,5)=1/2*(zx2(2,i)/zx2(1,i)); %incertidue de l'indice
+        j = j+1;
     end
 end
+end
+%-------------------------------------------------------------------------%
 </code>
+===== GRAPHES =====
+{{ :wiki:projet:traitement.jpg?nolink&800 |}}
+===== COMMENTAIRES =====
+<WRAP center round box 100%>
+La première figure représente l’image de départ, soit le faisceau laser dans la cuve.\\
+La deuxième est l’image que sort la fonction faisceau, le faisceau est sélectionné grâce à son intensité de rouge, puis on place les pixels valides sur une image initialement noire.\\
+La troisième est l'image que sort la fonction affinage, le faisceau est réduit à un pixel d’épaisseur. (remarque: cette fonction sort aussi les coordonnées de ces pixels ainsi que l’épaisseur de chaque abscisse)\\
+La quatrième figure est un graphe représentant l'altitude du laser en fonction de la position en abscisse dans la cuve.\\
+Enfin la dernière image est le graphe de l’indice en fonction de l'altitude.\\
+Lors de l'affinage du faisceau, on obtient une altitude approximative en fonction de sa position en abscisse en pixels, après une conversion en mètre, on obtient une altitude. Celle ci est quasiment des morceaux de constante, rendant imprécis le calcul de l'indice qui utilise la dérivée spatiale de l'altitude. On va donc réaliser un "fit" de cette altitude à l'aide d'une approximation d'un polynôme d'ordre 9 (Un tel ordre est sûrement trop grand, mais aux vus de nos approximations et erreurs parfois grossières, cela nous permet de nous exonérer d'une source d'erreur en plus). On obtient alors un graphe pour l'indice qui ne semble pas incohérent.
+</WRAP>

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