====== MIRAGES : TRAITEMENT D'IMAGES ======
===== CODES MATLAB =====
==== TRAITEMENT ====
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
%-------------------------------------------------------------------------%
==== FAISCEAU ====
function [ image_fais ] = faisceau( im, min )
%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 et prend en argument l'image de depart et
% le pixel minimal
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
image_fais= zeros(n,p,3); %initialise l'image en noir complet
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,p+1-j,1)=im(i,j,1); %mise a l'endroit
end
end
end
end
%-------------------------------------------------------------------------%
==== AFFINAGE ====
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
I = 1:n;
J = 1:p;
%-------------------------------------------------------------------------%
%Remplissage du tableau xm
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;
end
%-------------------------------------------------------------------------%
imf = zeros(n,p,3); %initialisation de l'image contenant le trait fin du
%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
%-------------------------------------------------------------------------%
==== ECHELLE ====
function [ image_ech, ech] = echelle( im )
%ECHELLE Mat(3*Mat(int)) -> Mat(3*Mat(int)) * float
% Renvoie une image avec seulement le carre temoin en vert ainsi que
% l'echelle correspondant et prend en argument l'image de base
im = uint8(im); %convertit l'image pour que l'intensite
%varie de 0 a 255 au lieu de 0 a 1
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;
ech = 0; %
s= 0; %intialisation des variables
%-------------------------------------------------------------------------%
% 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
end
%-------------------------------------------------------------------------%
%-------------------------------------------------------------------------%
% 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
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
ech = (cpti-1)*tcb/s; %regle de trois pour calculer l'echelle
end
%-------------------------------------------------------------------------%
==== POS_DERIV ====
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
%-------------------------------------------------------------------------%
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
===== GRAPHES =====
{{ :wiki:projet:traitement.jpg?nolink&800 |}}
===== COMMENTAIRES =====
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.