Manipulation des Canaux

La manipulation des canaux RVB d'une image est un grand classique des modifications que l'on peut apporter et est implémentée de base dans tout bon logiciel de retouche d'image (comme The GIMP par exemple). Nous allons voir comment saturer les canaux RVB d'une image à l'aide d'un script Python, convertir une image en niveaux de gris et créer son négatif.

Saturation d'un canal RVB

Un des canaux RVB d'une image peut être saturé. Le principe est le suivant :

• on lit la valeur hexadécimale de la couleur d'un des pixels de l'image
• on sature le canal souhaité en fixant à 255 sa valeur (pour une image 24 bits soit en 16 millions de couleurs)
• on copie la valeur hexadécimale dans une nouvelle image à l'emplacement exact du pixel traité

Voici un exemple de script créant une fenêtre contenant l'image modifiée du tableau la Vie de Marc Chagall coloré en bleu (canal bleu saturé)

import pygame

from pygame.locals import *

# Initialisation de la fenêtre d'affichage

pygame.init()

fenetre = pygame.display.set_mode((870,522))

pygame.display.set_caption("La Vie de Marc Chagall")

fond = pygame.image.load("lavie.jpg").convert()

# Création d'une image vide

blank_surface = pygame.Surface((870, 522))

# Lecture et remplacement de la couleur de chaque pixel

for i in range(870):

    for j in range(522):

        color=list(fond.get_at((i,j)))

        color[2]=255

        color=tuple(color)

        blank_surface.set_at((i,j),color)

#collage du fond

fenetre.blit(blank_surface,(0,0))

pygame.display.flip()

# Boucle principale

continuer = 1

while continuer:

    for event in pygame.event.get():        

        # Quitter

        if event.type == QUIT:

            continuer = 0

pygame.quit()

A noter ici que :

• l'instruction pygame.Surface((870, 522)) permet de créer une image vide de dimension donnée (ici 870 x 522).
• l'instruction fond.get_at((i,j)) permet de récupérer la couleur du pixel de coordonnée (i,j) de l'objet fond. Cette couleur est récupérée sous la forme d'un tuple non modifiable, d'où la nécessité de convertir ce tuple en liste.
• l'affectation color[2]=255 sature la valeur du pixel correspondant au canal Bleu. Le canal Rouge est accessible via color[0] et le canal Vert via color[1].
• La liste color doit ensuite être convertie en tuple pour être passée à la méthode set_at en conservant les coordonnées (i,j) du pixel et appliquée à l'objet blank_surface.

Exemple d'exercice d'appropriation : créer un deuxième script permettant cette fois-ci de saturer le canal Vert d'une image de votre choix et un autre script permettant de saturer le canal Rouge.

La correction du script de saturation du canal Vert est ici.

La correction du script de saturation du canal Rouge est ici.

Voici l'image de départ redimensionnée et les résultats obtenus :

Conversion d'une image en Niveaux de Gris

Une manière simple de convertir une image en niveaux de gris est de calculer la moyenne des valeurs RVB d'un pixel et d'affecter cette moyenne à tous les canaux.

import pygame

from pygame.locals import *

# Initialisation de la fenêtre d'affichage

pygame.init()

fenetre = pygame.display.set_mode((870,522))

pygame.display.set_caption("La Vie de Marc Chagall")

# Traitement de l'image

fond = pygame.image.load("lavie.jpg").convert()

# Création d'une image vide

blank_surface = pygame.Surface((870, 522))

# Lecture et remplacement de la couleur de chaque pixel

for i in range(870):

    for j in range(522):

        color=list(fond.get_at((i,j)))

        moyenne=int((color[0]+color[1]+color[2])/3)

        color[0],color[1],color[2]=moyenne,moyenne,moyenne

        color=tuple(color)

        blank_surface.set_at((i,j),color)

#collage du fond

fenetre.blit(blank_surface,(0,0))

pygame.display.flip()

# Boucle principale

continuer = 1

while continuer:

    for event in pygame.event.get():        

        # Quitter

        if event.type == QUIT:

            continuer = 0

pygame.quit()

A noter ici que :

• l'instruction int est utilisée par sécurité dans int((color[0]+color[1]+color[2])/3) afin d'être sur que les valeurs de la liste color sont toutes des nombres entiers.

Exemple d'exercice d'appropriation : créer un script permettant cette fois-ci d'afficher l'image obtenue en négatif .

La correction est ici.

Voici l'image en niveaux de gris obtenue et son négatif :

Filtrage de type INVERT sur une portion de l'image

Nous allons nous intéresser dans cette section à la manipulation d'une zone limitée de l'image en utilisant un événement de type souris : l'opération que nous allons effectuer a pour résultat l'affichage d'une portion de l'image dont les canaux RVB ont été modifiés, cette modification étant localisée au niveau du pointeur de la souris.

Le code proposé ci-dessous permet d'afficher en négatif une portion de l'image délimitée par une zone carrée de 50 pixels de côté entourant la position du curseur de la souris.

import pygame

from pygame.locals import *

# Initialisation de la fenêtre d'affichage

pygame.init()

fenetre = pygame.display.set_mode((870,522))

pygame.display.set_caption("La Vie de Marc Chagall")

# Traitement de l'image

fond = pygame.image.load("lavie.jpg").convert()

# Création d'une image vide

blank_surface = pygame.Surface((870,522))

# Lecture et remplacement de la couleur de chaque pixel

for i in range(870):

    for j in range(522):

        color=list(fond.get_at((i,j)))

        moyenne=int((color[0]+color[1]+color[2])/3)

        color[0],color[1],color[2]=255-moyenne,255-moyenne,255-moyenne

        color=tuple(color)

        blank_surface.set_at((i,j),color)

# Boucle principale

continuer = 1

while continuer:

    for event in pygame.event.get():        

        # Quitter

        if event.type == QUIT:

            continuer = 0

    fenetre.blit(fond,(0,0))

    position=pygame.mouse.get_pos()

    if position[0]>25 and position[1]>25 and position[0]<845 and position[1]<497:

        surface2=blank_surface.subsurface(position[0]-25,position[1]-25,50,50)

        fenetre.blit(surface2,(position[0]-25,position[1]-25))

    pygame.display.flip()        

pygame.quit()

Etudions certaines parties de ce code:

• une surface contenant l'image en négatif est tout d'abord créée et stockée dans l'objet blank_surface
• dans la boucle principale, les coordonnées du curseur de la souris sont récupérées grâce à l'instruction pygame.mouse.get_pos() , sous la forme d'un tuple (x , y)
• on détecte ensuite à l'aide d'une structure conditionnelle classique si le curseur est dans une position permettant d'afficher la totalité du carré de côté 50 pixels
• si c'est le cas on crée une sous-surface à partir de notre image en négatif en donnant les coordonnées de son coin supérieur gauche ainsi que sa largeur et sa hauteur à l'aide de l'instruction blank_surface.subsurface(position[0]-25,position[1]-25,50,50)
• on colle enfin cette portion de surface au-dessus de notre fond en indiquant les coordonnées de son coin supérieur gauche à l'écran

Exemple d'exercice d'appropriation : créer un script permettant cette fois-ci d'afficher en rouge une zone rectangulaire centrée sur la position du curseur de la souris de largeur 100 pixels et de hauteur 50 pixels.

La correction est ici .

Voici une copie d'écran obtenue dans chacun des cas.