Traitement d'images - Analyse d'histogrammes

Marc Noirot - Maîtrise Informatique - Novembre 2001

Le but de ce rapport est d'expliquer et de commenter les caractéristiques suivantes de trois images en niveaux de gris : saturation, luminosité, contraste et classes de population.

Les images ont été insérées dans cette page sous le format JPEG, ce qui induit une perte de qualité par rapport aux images originales.

Analyse de l'image girl
Analyse de l'image roissy.1
Analyse de l'image san-remo.1


Analyse de l'image girl

Histogramme Statistiques
Moyenne : 99.05

Ecart-type : 52.88

On peut constater que cette image est caractérisée par un contraste assez bon, ce dont on peut se rendre compte en observant une assez bonne largeur de l'histogramme, et une bonne répartition des différents niveaux, ce dont rend compte l'écart-type.
La luminosité de cette photographie est un peu moins bonne. En effet, la moyenne de l'histogramme est inférieure à 100, ce qui permet de se rendre compte que l'image est globalement un peu sombre.
En ce qui concerne les classes de population, on observe un pic dans les teintes sombres (aux environs de 25), ce qu'on peut identifier par certains éléments sombres de l'image comme le montant du miroir et les cheveux de Lena. On observe également des pics aux environs des valeurs 65, 95 et 130, cependant moins distincts que le premier mais qui rendent compte de l'importance globale des teintes sombres à moyennes. Un dernier pic plus léger apparaît entre 180 et 210, qui rend compte du reflet dans le miroir. 

On peut donc en conclure que la qualité globale de cette photographie est bonne, bien que manquant un peu de luminosité. Comme il s'agit d'un portrait, les informations les plus significatives se trouvent dans les contrastes entre les zones les plus sombres et les plus éclairées, proches les unes des autres. Il est à noter cependant qu'une grande partie de l'image, l'arrière-plan, manque de clarté et de contraste. Le but en est peut-être de faire ressortir le visage de Lena et de jouer sur une lumière reflétée par le miroir.


Analyse de l'image roissy.1

Histogramme Statistiques
Moyenne : 81.24

Ecart-type : 19.55

L'histogramme de cette image montre des statistiques assez frappantes. En effet on peut se rendre compte que le faible écart-type rend compte d'un contraste très faible.
La luminosité est assez mauvaise, puisque la moyenne est aux environs d'une teinte de 80, ce qui fait de cette image une image plutôt sombre.
Le seul pic important de l'histogramme est situé aux alentours de la moyenne (entre 60 et 95 en majorité), ce qui rend compte de l'abondance des terrains non construits, dont la teinte apparaît uniforme. Les pixels de valeur supérieure à 100, qui sont minoritaires, rendent compte en revanche des terrains construits, comme le bâtiments de l'aéroport et les pistes d'atterrissage.

En conclusion, contrairement à l'image précédente qui est un portrait, donc d'essence artistique, cette image-ci est une photographie topographique prise depuis un satellite. Cette image ne bénéficie donc d'aucune décision consciente visant à modifier son éclairage et son contraste.
En tant qu'image à vocation scientifique, cette image est mauvaise. L'éclairage est trop sombre, le contraste trop faible. Aucun détail ne ressort vraiment. Au premier coup d'œil, il n'est pas facile de distinguer les différents éléments distincts qui composent cette prise de vue.
Si l'on désire l'exploiter, cette image devra être retouchée, par exemple en pratiquant un seuillage qui permettra selon ce qu'on désire de faire ressortir soit les zones construites soit les zones naturelles.


Analyse de l'image san-remo.1

Histogramme Statistiques
Moyenne : 70.87

Ecart-type : 57.17

L'histogramme de cette image est assez particulier. L'écart-type de près de 60 représente un contraste assez élevé, qui s'explique par la présence assez importante de teintes très sombres et de teintes très claires.
Il est à noter cependant que la luminosité globale de cette photographie est encore plus faible que celle de l'image précédente, malgré le contraste élevé. On peut donc penser qu'il s'agit d'une image très sombre.
Les classes de populations permettent cependant d'avoir une idée de cette image qui ne correspond pas forcément avec les statistiques précédentes. En effet, on remarque deux pics très importants, un en 0 (noir) et un vers 255 (blanc). Cependant, le pic noir est constitué d'une seule valeur (c'est un Dirac très accentué), ce qui laisserait à penser qu'il ne s'agit pas d'un artefact naturel. Le pic blanc quant à lui, plus progressif indique très clairement la présence de neige sur un relief montagneux. On remarque enfin un pic très important dans les teintes gris sombre. Cela montre une fois de plus l'abondance de terrain naturel. Toutes les teintes comprises entre le pic gris foncé et le blanc sont en fait différentes nuances marquant l'apparition progressive de la neige à différentes altitudes.

Une fois encore, il s'agit d'une photographie topographique prise depuis un satellite. Cependant, contrairement à l'image précédente, les statistiques données par l'histogramme sont faussées et donnent des impressions incorrectes sur la nature de la scène observée.
Le pic en 0 est en fait dû au fait que cette photographie possède une imperfection, qui est en fait une zone à droite qui ne fait pas partie de l'image, purement noire. Pour obtenir des statistiques plus exactes, il faudrait retirer cette zone ou bien la corriger pour lui donner une valeur proche de la moyenne. Or, comme il ne s'agit pas de données graphiques pertinentes, la première solution est préférable.
Ainsi, sans cette zone, il est prévisible que le contraste sera moins élevé, et la luminosité un peu plus importante. Néanmoins, il ne s'agit pas d'une photographie réellement exploitable en l'état. En effet, les valeurs qui représentent la neige sont toutes les valeurs comprises entre à peu près 75 et 255. De plus, encore une fois, les tons gris sombres, très nombreux représentent quasiment l'ensemble de la photographie, mer et terre confondues. On peut reconnaître la mer comme l'étendue en bas à droite de teinte quasiment uniforme. Si l'on veut identifier les zones maritimes ou lacustres dans une image, il est important de connaître ces teintes. Après analyse de l'image, il apparaît que les zones d'eau sont toutes de teinte comprise entre 45 et 55 environ.