I. Introduction▲
I-A. Image numérique ▲
Les images que vous affichez sur votre écran, que vous créez ou modifiéez avec votre logiciel de dessin
comme Photoshop ou Gimp, sont en fait stockées sur votre ordinateur sous forme binaire (suite de
0 et de 1). Elles sont appelées de ce fait des images numériques.
Ces images sont divisées on deux types : les images matricielles et les images vectorielles.
I-A-1. Image vectorielle▲
D'après Wikipédia, une image vectorielle
(ou image en mode trait), en informatique, est une image numérique composée d'objets géométriques
individuels (segments de droite, polygones, arcs de cercle, etc.) définis chacun par divers attributs
de forme, de position, de couleur, etc.
Elle se différencie de cette manière des images matricielles (ou " bitmap "), dans lesquelles on
travaille sur des pixels.
Ces images peuvent être créés avec des logiciels spécifiques comme Adope
Flash ou Adope Illustrator.
Il existe de nombreux formats de fichiers vectoriels, parmi lesquels, on peut citer : .SVG,
.DXF ou .DWG.
I-A-2. Image matricielle ▲
Une image matricielle ou bitmap est représentée, comme son nom l'indique, par une matrice de points (un
tableau à deux dimensions).Ces points sont appelés des pixels.
Le nom pixel provient du terme anglais PICture ELement qui signifie le plus petit élément de l'image
qui peut être manipulé par le matériel et les logiciels d'imageries ou d'impression.
En fait, vos fichiers d'extension .bmp, .jpg, .gif, .png sont des fichiers
d'images bitmap.
Lorsque vous zoomez une image bitmap comme le montre la figure ci-dessous, vous pouvez identifier
ces points coloriés à cause de l'effet aliasing (ou crénelage) qui apparaitront lors d'une faible
résolution.
Chaque pixel (abrégé px) admet une couleur et est approximativement rectangulaire.
Les couleurs de l'image peuvent être codées suivant une palette, comme pour le format GIF, ou peuvent
aussi être codées dans l'espace de couleur RVB (ou RGB en anglais pour Red, Green, Blue) où chaque
couleur est représentée par trois couleurs fondamentales Rouge (Red) Vert (Green) et Bleu (Blue).
Vous pouvez consulter cette page
pour obtenir le codage sur trois octets de vos couleurs préférées.
Les axes de l'image sont orientés de la façon suivante :
Chaque pixel est repéré par ses coordonnées x et y.
Avant d'enregistrer une image, il faut lui attribuer un format de stockage comme le format .jpg
ou .bmp.
Chaque format utilise un algorithme de compression qui peut être avec perte ou sans perte.
Parmi ces algorithmes, on peut citer LZW, RLE, etc.
Pour plus d'information sur les images numériques, vous pouvez consulter ce lien.
I-B. Traitement d'images▲
Le traitement d'images est l'ensemble des opérations qui entrainent la modification des images numériques.
Ces modifications portent généralement sur la couleur des pixels.
Plusieurs techniques sont utilisées pour manipuler ces données,
le but étant l'amélioration de ces données afin d'obtenir une plus grande lisibilité de l'image.
On trouve plusieurs logiciels gratuits ou payants spécifiques pour le traitement des images
matricielles ou vectorielles. On peut citer Adope
Photoshop pour le traitement des images bitmap.
II. Traitement d'images en Java ▲
II-A. Introduction▲
Java est un langage de programmation multiplateforme connu par la richesse de ses API et par sa portabilité.
À la base, Java été conçu pour écrire des pages Web dynamiques intégrant des applets, chez le client, qui communiquent avec des Servlets sur les serveurs.
Cette orientation vers le Web a changé grâce à la multitude des classes Java (3780 classes dans
Java SE 6). On peut trouver dès lors des applications de bureau ou d'autres destinées pour les PDA
écrites en Java.
Java est présent aussi dans le domaine de l'infographie. C'est grâce à son API Java 2D qu'on peut écrire des logiciels de traitement et d'analyse d'images performants
comme imageJ qui est riche
en fonctionnalités et utilisable sur différents systèmes d'exploitation.
II-B. Java2D▲
II-B-1. Fonctionnalités▲
Java 2D est une API composée par un ensemble de classes destinées à l'imagerie et à la création de dessin
2D.
Elle permet de :
- dessiner des lignes, des rectangles et toute autre forme géométrique ;
- replisser les formes par des couleurs unies ou en dégradés et lui ajouter des textures ;
- ajouter du texte, lui attribuer différentes polices et contrôler son rendu ;
- dessiner des images, éventuellement en effectuant des opérations de filtrage.
Dans cet article on va traiter la partie imagerie de l'API comme on va voir les différentes fonctions fournies pour faire le traitement d'images.
II-B-2. Architecture de l'API ▲
Pour travailler avec les images sous Java 2D,
il faut connaitre deux classes importantes de l'API :
- java.awt.Image
:
c'est la super classe fournie dans la JDK depuis sa version 1.0. C'est une classe abstraite qui permet de représenter les images sous forme d'un rectangle de pixels.
La restriction de cette classe est qu'elle ne permet pas d'accéder aux pixels. Elle est donc inadaptée pour le traitement d'images. -
java.awt.image.BufferedImage :
Ajoutée à la JDK depuis sa version 2. Elle hérite de la classe Image et implémente ses interfaces pour permettre d'examiner l'intérieur des images chargées et travailler directement sur ses données. On peut donc à partir d'un objet BufferedImage, récupérer les couleurs des pixels et changer ces couleurs. Comme son nom l'indique, BufferedImage est une image tampon. Cette classe gère l'image dans la mémoire et fournit des méthodes pour l'interprétation des pixels. Si on veut faire du traitement d'images, il faut donc travailler avec des objets BufferedImage. Comme le montre la figure suivante, un objet BufferedImage est composé de deux parties :- java.awt.image.ColorModel:
cette classe définit la façon d'interpréter les couleurs. Le ColorModel est capable de traduire les valeurs des données provenant du Raster en objet java.awt.Color. - java.awt.image.Raster :
elle contient les données de l'image et peut les représenter comme un tableau de valeurs de pixels. Aussi, elle maintient les données de l'image dans la mémoire et fournit des méthodes pour accéder à des pixels spécifiques au sein de l'image. Modifier les données d'une image est en créer d'autres instances.
- java.awt.image.ColorModel:
Pour plus d'informations sur l'API Java2D, vous pouvez consulter ce lien http://java.sun.com/j2se/1.4.2/docs/guide/2d/spec.html.
III. Étude de cas▲
III-A. Présentation de l'application▲
Cette application est un logiciel écrit en Java permettant d'appliquer certaines opérations sur les images
bitmap.
Elle permet de :
- lire des fichiers images et les afficher sur l'écran ;
- enregistrer des images après modification sur le disque ;
-
appliquer un ensemble de filtres comme :
- rendre l'image en niveau de gris ou binarisation de l'image ,
- assombrir les couleurs des pixels ,
- ajouter un effet de brillance. Appliquer certain filtres linéaires ,
- zoomer / dézoomer l'image.
J'ai écrit cette application spécialement pour cet article, donc vous pouvez télécharger le code et l'améliorer
suivant vos besoins.
L'application supporte seulement le format .jpg, vous devez donc modifier le code pour pouvoir gérer
d'autres formats.
Pour comprendre les codes présents dans la partie qui suit, une connaissance de l'API SWING est
nécessaire notamment la partie programmation par délégation et la gestion des événements.
III-B. Architecture▲
L'application est composée de deux classes :
Classe Cadre :
cette classe représente la fenêtre principale de l'application.
Le constructeur de cette classe permet de créer trois menus :
- le menu « Fichier » contient un sous-menu « Ouvrir » qui permet d'ouvrir un fichier image stocké sur le disque et un deuxième sous menu « Enregistrer » qui permet d'enregistrer une image sur le disque après modification ;
- le menu « Filtre » contient cinq sous menus qui présentent les principaux traitements applicables sur les images chargées depuis le disque ;
- le menu « Retailler » quant à lui, contient le sous menu « Zoomer » et « Dézoomer » permettant respectivement comme le nom de chacun l'indique d'agrandir ou de réduire la taille de l'image chargée.
Classe PanDessin :
Cette classe dérive de JPanel. Elle présente le panneau où seront affichées les images chargées
par l'application.
Elle admet un attribut unique monImage de type BufferedImage qui présente à tout moment
l'image chargée affichée dans le panneau.
Cette classe présente le cœur de l'application. Ses méthodes permettent de modifier les images.
BufferedImage monImage =
null
;
protected
void
reduireImage
(
){
}
protected
void
agrandirImage
(
){
}
protected
void
imageConvolue
(
){
}
protected
void
imageEclaircie
(
){
}
protected
void
imageSombre
(
){
}
protected
void
imageBinaire
(
){
}
protected
void
imageEnNiveauGris
(
){
}
protected
void
modifierImage
(
){
}
protected
void
ajouterImage
(
File fichierImage){
}
protected
BufferedImage getImagePanneau
(
){
}
protected
void
enregistrerImage
(
File fichierImage){
}
IV. Implémentation▲
IV-A. Construction des menus▲
Les opérations de traitement sont déclenchées suite aux appuis sur la commande correspondante dans la
barre de menus.
Par exemple si vous voulez ouvrir une image comme une opération de début, il faut sélectionner le
menu « Fichier » et cliquer ensuite sur le sous-menu « Ouvrir » et de la même façon pour les
autres opérations.
La création du menu doit se faire dans le constructeur de la classe Cadre :
public
Cadre
(
)
{
setJMenuBar
(
menuBar);
menuBar.add
(
fichierMenu);
fichierMenu.setText
(
"
Fichier
"
);
fichierMenu.add
(
ouvrirMenu);
ouvrirMenu.addActionListener
(
(
ActionListener)this
);
ouvrirMenu.setText
(
"
ouvrir
"
);
fichierMenu.add
(
enregistrerMenu);
enregistrerMenu.addActionListener
(
(
ActionListener)this
);
enregistrerMenu.setText
(
"
enregistrer
"
);
menuBar.add
(
filtreMenu);
filtreMenu.setText
(
"
Filtre
"
);
filtreMenu.add
(
niveauGrisMenu);
niveauGrisMenu.addActionListener
(
(
ActionListener)this
);
niveauGrisMenu.setText
(
"
niveau
de
gris
"
);
filtreMenu.add
(
binarisationMenu);
binarisationMenu.addActionListener
(
(
ActionListener)this
);
binarisationMenu.setText
(
"
binarisation
"
);
filtreMenu.add
(
assombrirMenu);
assombrirMenu.addActionListener
(
(
ActionListener)this
);
assombrirMenu.setText
(
"
assombrir
"
);
filtreMenu.add
(
brillanceMenu);
brillanceMenu.addActionListener
(
(
ActionListener)this
);
brillanceMenu.setText
(
"
brillance
"
);
filtreMenu.add
(
convolutionMenu);
convolutionMenu.addActionListener
(
(
ActionListener)this
);
convolutionMenu.setText
(
"
convolution
"
);
menuBar.add
(
retaillerMenu);
retaillerMenu.setText
(
"
retailler
"
);
retaillerMenu.add
(
agrandirMenu);
agrandirMenu.addActionListener
(
(
ActionListener)this
);
agrandirMenu.setText
(
"
agrandir
"
);
retaillerMenu.add
(
reduireMenu);
reduireMenu.addActionListener
(
(
ActionListener)this
);
reduireMenu.setText
(
"
reduire
"
);
//
ajouter
le
panneau
de
dessin
getContentPane
(
).add
(
panneau);
}
La dernière instruction du constructeur permet d'associer un objet de la classe PanDessin à l'objet Cadre,
ce qui permet d'ajouter un panneau à notre fenêtre. Ce panneau sera ensuite la zone d'affichage
des images.
Selon le principe de programmation par délégation, un appui sur l'un des sous-menus, fait appel
à la méthode actionPerformed() :
public
void
actionPerformed
(
ActionEvent )
Selon le sous-menu sélectionné, cette méthode fait appel à la méthode correspondante dans la classe PanDessin.
public
void
actionPerformed
(
ActionEvent cliqueMenu)
{
if
(
cliqueMenu.getSource
(
).equals
(
ouvrirMenu))
{
//
ouvrir
une
image
[...]
panneau.ajouterImage
(
..chemin du fichier image..) ;
}
}
else
if
(
cliqueMenu.getSource
(
).equals
(
enregistrerMenu))
{
//
enregistrer
une
image
[...]
panneau.enregistrerImage
(
fichierEnregistrement);
}
}
else
if
(
cliqueMenu.getSource
(
).equals
(
niveauGrisMenu))
{
//
Changer
l'image
en
niveau
de
gris
panneau.imageEnNiveauGris
(
);
}
else
if
(
cliqueMenu.getSource
(
).equals
(
brillanceMenu))
{
//
Eclaircir
l'image
panneau.imageEclaircie
(
);
}
else
if
(
cliqueMenu.getSource
(
).equals
(
assombrirMenu))
{
//
Rendre
l'image
plus
sombre
panneau.imageSombre
(
);
}
else
if
(
cliqueMenu.getSource
(
).equals
(
binarisationMenu))
{
//
Rendre
l'image
binaire
panneau.imageBinaire
(
);
}
else
if
(
cliqueMenu.getSource
(
).equals
(
convolutionMenu))
{
//
Faire
la
convolution
mathématique
suivant
un
masque
donné
panneau.imageConvolue
(
);
}
else
if
(
cliqueMenu.getSource
(
).equals
(
agrandirMenu))
{
//
Agrandir
l'image
panneau.agrandirImage
(
);
}
else
if
(
cliqueMenu.getSource
(
).equals
(
reduireMenu))
{
//
reduire
la
taille
de
l'image
panneau.reduireImage
(
);
}
}
IV-B. Lecture d'un fichier image en local▲
La méthode ajouterImage() de la classe PanDessin permet de lire un fichier image. Elle prend en
paramètre un objet de type java.io.File qui correspond au fichier image :
protected
void
ajouterImage
(
File fichierImage)
{
//
lire
l'image
monImage =
ImageIO.read
(
fichierImage);
//
Appel
à
repaint
pour
activer
l'affichage
du
panneau
et
visualisation
//
de
l'image
sur
la
surface
du
panneau.
repaint
(
);
}
L'objet fhcierImage est un objet de la classe java.io.File. On peut obtenir cet objet grâce au
constructeur de la classe File qui prend en paramètre le chemin du fichier.
File fichierImage =
new
File
(
"
C:\\duke.jpg
"
));
La méthode statique read() de la classe ImageIO permet de charger une image en mémoire
depuis ce fichier en lui associant un objet BufferedImage. Cette méthode attend que l'image soit
entièrement chargée avant de retourner l'objet BufferedImage.
ImageIO est une classe du paquetage javax.imageio.
Ce paquetage contient les classes de base et les interfaces pour la gestion des fichiers images.
On trouve les classes suivantes :
- ImageIO : pour décrire le contenu des fichiers images y compris les métadonnées ;
- ImageReader, ImageReadParam et ImageTypeSpecifier : pour contrôler le processus de lecture d'image.
- ImageWriter et ImageWriteParam : pour contrôler le processus d'écriture des images ;
- ImageTranscoder : pour faire le transcodage entre les formats ;
- IIOException : pour signaler les erreurs.
Les formats .jpg ou .gif sont des formats externes utilisés pour représenter des images numériques. Pour
utiliser ces images en Java, il faut convertir ces formats en un format interne.
Comme on a vu plus haut, cette conversion est faite par les classes du paquetage javax.imageio notamment
la classe ImageReader
et ImageTranscoder.
En fait, les formats supportés sont GIF, PNG, JPEG, BMP, WBMP.
FORMAT | LU | ECRIT |
---|---|---|
JPEG | oui | oui |
PNG | oui | oui |
BMP | oui | oui |
WBMP | oui | oui |
GIF | oui | non |
La classe ImageIO
choisit un lecteur approprié, en fonction du type de fichier. Dans ce but, elle peut consulter l'extension
de fichier et le "numéro magique" qui se trouve dans les premiers octets, et qui identifie le format
du fichier.
Lorsqu'un lecteur adapté ne peut être trouvé ou si le lecteur ne parvient pas à décoder le contenu
du fichier, la méthode read() renvoie null.
D'autres formats comme le format TIFF peuvent être traités par l'installation de fichiers
JAR contenant des plug-ins qui une fois installés, permettront qu'un nouveau format sera automatiquement compris,
sans aucune modification du code de l'application.
Chaque format d'image à son avantage et son inconvénient :
Format | Avantages | Inconvénients |
---|---|---|
GIF | Supporte les animations et gère les pixels transparents. | Ne pend en charge que 256 couleurs |
PNG | Compression sans perte. Supportent les images en couleurs réelles (codées sur 24 bits) | Ne supporte pas d'animation |
JPG | Idéal pour les images photographiques |
Compression avec perte. N'est pas bon pour les images contenant du texte et toute autre image où les données sont critiques. |
On peut utiliser la méthode getReaderFormatNames() pour connaitre les formats supportés en
lecture :
String names[] =
ImageIO.getReaderFormatNames
(
);
for
(
int
i =
0
; i <
names.length; +
+
i)
{
System.out.println
(
"
fomat
supportée
en
lecture
:
"
+
names[i]);
}
Ce code retourne uniquement les formats supportés en standard et aucun des plug-ins supplémentaires ne sera mentionné.
IV-C. Affichage des images▲
Après avoir lu le fichier de l'image avec la méthode read() et obtenu un objet BufferedImage
pour la représenter en mémoire, elle peut être maintenant affichée dans notre panneau.
La méthode paintComponent() du panneau est spécialisée dans l'affichage des éléments graphiques
qui se trouve dans la surface du panneau. Cette méthode est automatiquement sollicitée dès que nous
avons besoin d'afficher ou de réafficher la fenêtre de l'application.
Nous devons donc passer par cette méthode pour être sûr que notre image soit réaffichée au moment
du rafraîchissement.
protected
void
paintComponent
(
Graphics g)
{
super
.paintComponent
(
g);
if
(
monImage !
=
null
)
g.drawImage
(
monImage, 0
, 0
, null
);
}
Pour afficher notre image, il faut utiliser la méthode :
drawImage
(
Image img, int
x, int
y, ImageObserver observer)
de la classe java.awt.Graphics.
- le premier paramètre de la méthode doit être de type Image ou un type dérivé. Dans notre cas, l'objet monImage est de type BufferedImage, elle fait référence à l'image en mémoire.
- x et y : présentent les coordonnées du point haut gauche de l'image.
- observer : utilisée pour mettre à jour l'affichage de l'image lors d'un téléchargement d'une façon asynchrone. Ce paramètre n'est pas utilisé lorsque l'on travaille avec des BufferedImage qui utilisent le mode de chargement synchrone. Il peut être à null.
Lors du chargement de l'image, vous pouvez lui imposer une taille, par exemple vous pouvez l'ajuster
à la surface du panneau.
g.drawImage
(
monImage, 0
, 0
,mon_panneau.getWtith
(
),mon_panneau.getHeight
(
), null
);
IV-D. Création d'images ▲
Une image peut être dessinée dans la surface d'un panneau, comme elle peut être elle aussi, une surface
pour dessiner des formes 2D ou même des images.
On peut dessiner des formes géométriques comme des cercles, des polygones dans une image en utilisant
les méthodes de dessin fournies par Java 2D comme fillOval() ou fillPolygon() :
BufferedImage image =
new
BufferedImage
(
width_image, height_image, BufferedImage.TYPE_INT_RGB);
//
on
récupère
le
contexte
graphique
de
la
BufferedImage
Graphics2D g =
image.createGraphics
(
);
//
la
couleur
de
dessin
est
le
bleu
g.setColor
(
Color.blue );
//
on
dessine
un
cercle
rempli
de
rayon
200
dont
le
centre
est
de
coordonnées
(30,30)
int
Rayon =
200
;
g.fillOval
(
50
, 50
, Rayon, Rayon );
//
on
libère
la
mémoire
utilisée
pour
le
contexte
graphique
g.dispose
(
);
la première instruction permet de créer une image vide. On spécifie ses dimensions et sont type. Le type
utilisé pour cette image est BufferedImage.TYPE_INT_RGB.
Les pixels d'une image de ce type sont spécifiés par un entier décrivant les valeurs de rouge, de
vert et de bleu sans prendre en considération la couche alpha.
Les types d'images indiquent comment les couleurs des pixels sont codés. Vous trouvez une liste
des différents types pris en charge par la classe BufferedImage ici.
IV-E. Traitement sur les images▲
IV-E-1. Réduire la taille de l'image▲
En utilisant le menu « Retailler » on peut réduire ou agrandir la taille de l'image.
Il faut donc faire une transformation affinée à l'image.
protected
void
reduireImage
(
)
{
//
créer
une
nouvelle
image
qui
contient
les
mêmes
données
de
l'image
source
mais
ayant
//une
taille
réduite
par
2.
BufferedImage imageReduite =
new
BufferedImage
(
(
int
)(
monImage.getWidth
(
)*
0
.5
),(
int
)(
monImage.getHeight
(
)*
0
.5
), monImage.getType
(
));
//
Une
transformation
affine
effectue
un
changement
d'échelle
sur
l'image.
//
On
doit
spécifier
le
rapport
suivant
les
axes
x
et
y.
//
la
valeur
0.5
présente
le
coefficient
de
multiplication.
AffineTransform reduire =
AffineTransform.getScaleInstance
(
0
.5
, 0
.5
);
//
AffineTransformOp
effectue
une
transformation
géométrique
d'une
image
source
pour
produire
une
image
//
destination.
Il
faut
donc
faire
une
interpolation
des
pixels
pour
construire
l'image
cible.
//
L'entier
AffineTransformOp.TYPE_BICUBIC
présente
un
compromis
entre
le
temps
de
calcul
et
les
//
performances.
int
interpolation =
AffineTransformOp.TYPE_BICUBIC;
AffineTransformOp retaillerImage =
new
AffineTransformOp
(
reduire, interpolation);
retaillerImage.filter
(
monImage, imageReduite );
monImage =
imageReduite ;
//
Appel
à
repaint
pour
activer
l'affichage
du
panneau
et
visualisation
//
de
l'image
sur
le
panneau
après
changement
repaint
(
);
}
IV-E-2. Récupérer les pixels de l'image▲
Comme indiqué au début de l'article, un objet BufferedImage permet de manipuler les pixels de l'image.
Le tableau de pixels de l'image est matérialisé par un objet de type java.awt.image.Raster.
En utilisant un objet instance de cette classe, on peut récupérer les informations sur la couleur
des pixels.
Raster tramePixel =
monImage.getRaster
(
);
int
[] couleurRGB =
new
int
[3
];
System.out.println
(
"
teinte
rouge
=
"
+
couleurRGB[0
]);
System.out.println
(
"
teinte
verte
=
"
+
couleurRGB[1
]);
System.out.println
(
"
teinte
bleu
=
"
+
couleurRGB[2
]);
La couleur du pixel renvoyée est stockée dans le tableau couleurRGB de taille 3.
La première case contient la valeur de la composante rouge, la deuxième pour la composante verte
et la dernière case pour la teinte bleu.
Dans notre cas, on a une connaissance préalable du type d'image qui est de type BufferedImage.TYPE_INT_RGB
, c'est-à-dire que le modèle de couleur est RGB sans transparence.
Que fait-on alors si on ne connait pas le type de l'image et le modèle de couleur utilisé ?
C'est ici qu'intervient la classe ColorModel qui est une composante de la classe BuferedImage et
qui permet de représenter le modèle de couleur utilisé pour chaque image. Ainsi, une manière de
faire est d'utiliser la méthode getDataElements() qui retourne la couleur du pixel sans
vous charger de spécifier le modèle de couleur utilisé.
Une nouvelle version du code précédent devient :
Raster tramePixel =
monImage.getRaster
(
);
ColorModel modeleCouleur =
monImage.getColorModel
(
);
Object objCouleur =
tramePixel.getDataElements
(
x, y, null
);
System.out.println
(
"
teinte
rouge
=
"
+
modeleCouleur.getRed
(
objCouleur));
System.out.println
(
"
teinte
verte
=
"
+
modeleCouleur .getGreen
(
objCouleur)) ;
System.out.println
(
"
teinte
bleu
=
"
+
modeleCouleur.getBlue
(
objCouleur));
IV-E-3. Modifier la couleur des pixels de l'image ▲
Cependant, si on veut changer les couleurs de pixels, cette fois-ci il faut utiliser un objet de type
WritableRaster.
Comme son nom l'indique, cette classe étend la classe Raster :
+--java.awt.image.Raster +--java.awt.image.WritableRaster
Une manière de faire est d'utiliser cette fois ci la méthode setDataElements() à la place
de la méthode getDataElements() pour la modification des pixels.
int
xPixel =
100
;
int
yPixel =
100
;
WritableRaster trameModifiable =
monImage.getRaster
(
);
ColorModel modèleCouleur =
monImage.getColorModel
(
);
int
rgb =
Color.white.getRGB
(
);
Object couleurBlanc =
modèleCouleur.getDataElements
(
rgb, null
);
//
la
pixel
qui
se
trouve
à
la
position
(100,100)
va
prendre
la
couleur
blanche
trameModifiable.setDataElements
(
xPixel, yPixel, couleurBlanc);
IV-E-4. Binarisation de l'image▲
Une image binaire est composée de pixels ayant uniquement l'une des deux couleurs noir ou blanc. Théoriquement,
Il y a plusieurs méthodes pour rendre une image binaire.
Si on travaille avec la méthode de seuillage simple, la valeur de chaque pixel P(x, y) est comparée
à un seuil S et si cette valeur est supérieure à S, le pixel prend la valeur 1 (noir), sinon il
prend la valeur 0 (blanc).
En travaillant avec des BufferedImage, on peut rendre une image binaire on utilisant tout simplement
le type BufferedImage.TYPE_BYTE_BINARY.
protected
void
imageBinaire
(
)
{
BufferedImage imgBinaire =
new
BufferedImage
(
monImage.getWidth
(
), monImage.getHeight
(
), BufferedImage.TYPE_BYTE_BINARY);
Graphics2D surfaceImg =
imgBinaire.createGraphics
(
);
surfaceImg.drawImage
(
monImage, null
, null
);
monImage =
imgBinaire;
//
Appel
à
repaint
pour
activer
l'affichage
du
panneau
et
visualisation
//
de
l'image
sur
le
panneau
après
changement
repaint
(
);
}
Par contre, vous pouvez utiliser la méthode de seuillage. En effet, si vous aviez fait ce choix, vous auriez dû faire référence au code permettant de modifier la couleur des pixels présenté en haut. Toutefois, avant de faire la binarisation de l'image, il faut l'avoir modifiée en niveau de gris en utilisant le type BufferedImage.TYPE_BYTE_GRAY pour avoir une seule composante de couleur.
IV-E-5. Convolution mathématique▲
Théoriquement, la convolution est le fait d'utiliser une matrice d'entiers appelée aussi masque ou noyau,
pour multiplier les valeurs de couleur d'un pixel donné de l'image par ce masque.
Le principe de l'algorithme consiste à amplifier la valeur d'un pixel P et de chacun des n pixels
qui l'entourent par la valeur correspondante dans le noyau. Le but est d'additionner l'ensemble
des résultats pour que le pixel P prenne la valeur du résultat final.
Je ne suis pas un spécialiste en la matière mais vous pouvez consulter cet article
pour plus de détails sur le sujet.
Le masque qu'on va utiliser est de taille 3x3.
float
[ ] masqueFlou =
{
0
.1f
, 0
.1f
, 0
.1f
,
0
.1f
, 0
.2f
, 0
.1f
,
0
.1f
, 0
.1f
, 0
.1f
}
;
Il permet de rendre l'image floue comme le montre la figure suivante :
La méthode utilisée pour ce filtre est imageConvolue() :
protected
void
imageConvolue
(
)
{
BufferedImage imageFlou =
new
BufferedImage
(
monImage.getWidth
(
),monImage.getHeight
(
), monImage.getType
(
));
float
[ ] masqueFlou =
{
0
.1f
, 0
.1f
, 0
.1f
,
0
.1f
, 0
.2f
, 0
.1f
,
0
.1f
, 0
.1f
, 0
.1f
}
;
Kernel masque =
new
Kernel
(
3
, 3
, masqueFlou);
ConvolveOp opération =
new
ConvolveOp
(
masque);
opération.filter
(
monImage, imageFlou);
monImage =
imageFlou;
//
Appel
à
repaint
pour
activer
l'affichage
du
panneau
et
visualisation
//
de
l'image
sur
le
panneau
après
changement
repaint
(
);
}
L'opération de multiplication ou plus précisément la convolution mathématique est réalisée par
un objet de la classe ConvolveOp. Si vous voulez appliquer d'autres opérations comme la segmentation,
l'estompage ou le gradient, vous devez tout simplement modifier les coefficients de la matrice
de convolution définis par la variable
float
[ ] masqueFlou
float
[ ] masqueGradientX =
{
-
1f
, 0f
, 1f
,
-
2f
, 0f
, 2f
,
-
1f
, 0f
, 1f
}
;
float
[ ] masqueGradientY =
{
1f
, 2f
, 1f
,
0f
, 0f
, 0f
,
-
1f
, -
2f
, -
1f
}
;
Par exemple pour obtenir le gradient de Sobel, vous pouvez utiliser le masque ci-dessus :
IV-F. Enregistrement d'une image▲
Finalement, notre image source définie par un objet BufferedImage qu'on a obtenu déjà a partir d'un fichier
sur le disque, a subi différentes transformations.
On peut donc conclure que les données de l'image source sont modifiées et que son tableau de pixels (trame) stocké dans la mémoire a changé de valeurs. On obtient alors une image affichée sur la surface du
panneau différente de l'image initialement chargée.
Il faut donc penser à enregistrer cette nouvelle image localisée dans la mémoire sur le disque.
Une manière de le faire consiste à créer une image à partir de la surface du panneau (objet de PanDessin)
et enregistrer cette image dans un format donné. Pour créer cette image, on utilise la méthode
getImagePanneau() :
protected
BufferedImage getImagePanneau
(
)
{
//
récupérer
une
image
du
panneau
int
width =
this
.getWidth
(
);
int
height =
this
.getHeight
(
);
BufferedImage image =
new
BufferedImage
(
width, height, BufferedImage.TYPE_INT_RGB);
Graphics2D g =
image.createGraphics
(
);
this
.paintAll
(
g);
g.dispose
(
);
return
image;
}
Par la suite, on fait appel à la méthode enregistrerImage() qui permet d'écrire cette image sur le disque en utilisant la méthode statique write() de la classe ImageIO.
protected
void
enregistrerImage
(
File fichierImage)
{
String format =
"
JPG
"
;
BufferedImage image =
getImagePanneau
(
);
ImageIO.write
(
image, format, fichierImage);
}
Comme pour la lecture des fichiers images, il faut connaitre les formats supportés en écriture par la
classe ImageIO.
Pour récupérer ces formats on peut utiliser la méthode getWriterFormatNames() :
String[] names =
ImageIO.getWriterFormatNames
(
);
for
(
int
i =
0
; i <
names.length; +
+
i)
{
System.out.println (
"
format
supportée
en
ecriture
:
"
+
names[i]);
}
Cette méthode retourne uniquement les formats supportés en standard et aucun des plug-ins supplémentaires
ne sera mentionné.
Avec ce dernier paragraphe, qui traite l'enregistrement d'image en Java 2D, on arrive à la fin de
la présentation de l'application à travers laquelle j'ai essayé d'exploiter les fonctionnalités
de l'API Java 2D fournis pour le traitement d'images. D'autres méthodes dans le code de l'application
n'ont pas été mentionnées vu qu'il s'agit des mêmes traitements expliqués plus haut avec une élémentaire
modification dans le code.
V. Liens utiles▲
VI. Conclusions▲
Dans cet article, j'ai présenté différentes fonctionnalités de l'API Java 2D pour le traitement d'images.
J'ai expliqué le code d'une application fenêtrée qui permet de faire plusieurs opérations sur les
images bitmap comme la lecture, l'enregistrement, l'application de filtres et le dimensionnement.
Pour terminer, il faut dire que le traitement d'images en Java n'est pas limité aux services de l'API
Java 2D, mais les dépassent pour utiliser l'API Java
Advanced Image ou couramment JAI, qui étend les services offerts par Java 2D tout en
étant compatible avec celle-ci.
VII. Remerciements▲
Je tiens à remercier la rubrique Java de Developpez.com et son responsable Ricky81.
Je remercie aussi Jacques THERY pour la relecture orthographique de l'article.