Projet MBAI

 
 

    Nous allons disserter sur le thème de l' "Histogramme plat" (ne voulez vous ?)
 
 

 Acte I  Acte II  Acte III  Acte IV  Acte V

 
 

Acte I


    Partons d'une image absolument quelconque (la photo de votre narrateur par exemple).
    Cette image, bien que quelconque, a son histogramme bien à elle (sale caractère).
    Le but du programme et de le forcer (l'histogramme) à s'aplatir le plus humblement possible.

    Parfois l'image, docile, se laisse faire et en ressort rajeunie, améliorée.
    D'autres fois au contraire, on assiste a une émouvante bataille d'où l'image ressort meurtrie.
 
 
 

Acte II
 

    Dans un premier temps partons d'une image en noir et blanc.
    Et ensuite ....

    Un long dessin valant toujours mieux qu'un court discours, passons au dessin:
 
Voilà une image vraiment quelconque et son inséparable histogramme:

    L'image contient un certain nombre de niveaux de gris (256 en l'occurrence), mais le hasard faisant mal les choses, le nombre de pixels ayant un niveau de gris donné dépend du niveau choisi (comme toujours).

    Un profond sentiment d'égalité nous amène à la question suivante: serait il possible de partager plus équitablement tous les niveaux de gris, quelque soit la condition sociale d'un pixel ?
 
 
 

Acte III
 

    Fort heureusement il y a toujours une justice :
    Nous désirons avoir autant de pixels de niveau 0, que de pixels de niveau 1 etc... (égalité pour tous).
    Une astuce profonde permet de s'apercevoir qu'il faut un certain nombre M de pixels dans chaque niveau, et que ce nombre est en fait la taille totale de l'image divisée par 256.
 

    Il suffit alors de partir du niveau 0, de compter le nombre de pixels n ayant ce niveau.
 

Trois options s'offrent à nous:

        Soit n=M auquel cas tout va bien pour le moment, on passe au niveau suivant.

        Soit n<M auquel cas il reste de la place au niveau 0, pour nos amis les pixels qui se sont prétentieusement mis au niveau 1, on peut alors passer au niveau suivant sachant qu'il faudra d'abord remplir la place restante au niveau 0.

        Soit enfin n>M auquel cas il y a trop de monde pour le niveau 0, on place les premiers arrivés au niveau 0 et le reste doit attendre le niveau 1, en ayant priorité sur ceux qui était avant au niveau 1 (qui peuvent soit rester au niveau 1 s'il y a assez de place, soit être promu à un niveau supérieur).

    On passe ensuite au niveau 1, puis au niveau 2 etc....

    Le miracle c'est qu'au niveau 255 tout le monde est placé et la répartition est totalement égalitaire.
 
 
Avant                                                                                                                                Après

        Et voilà !
 
 
 

Acte IV
 

    On peut aussi s'amuser (c'est follement drôle) à faire la même chose mais en couleur.

    Le problème c'est qu'il faut maintenant négocier avec les 3 composantes rouge, verte et bleue de chaque pixel, mais le principe reste le même:

On part d'une image couleur et de ces 3 histogrammes rouge vert et bleu:
 

    Et on fait le même travail que précédemment sur chacun des 3 canaux de couleur, on obtient ceci:

    Bizarre, vous avez dis bizarre.
 
 
 

Acte V
 

    En fait d'acte final, cet épilogue n'est que le début d'une histoire photographique particulière ....
 

    En premier lieu essayons de comprendre pourquoi nos 2 archers ont perdu leur bronzage sur la photo noir et blanc.
 

   L'image noir et blanc était relativement sombre, et centrée autour de quelques dizaines de niveaux de gris, l'aplatissement de l'histogramme a eu pour effet immédiat d'éclaircir l'image.

    L'effet plus pervers de cet aplatissement est la dilatation de la dynamique des niveaux de gris autour de 100, ainsi les 10 niveaux de gris situés autour du niveau 100 sont dilatés pour occuper près de 100 niveaux, le résultat est que cet éclaircissement extrême fait apparaître ... les défauts de la compression Jpeg de l'image ...

    Ainsi l'oeil pouvait accepter des faibles variations de niveaux dans les zones fortement comprimées, mais le fait d'accentuer fortement ces variations met à jour la vraie nature de cette image: elle s'est fait amochée par Jpeg...

    Pour l'image en couleur c'est la même chose, les couleurs sont éclaircies, le T-shirt rouge vire au pourpre et le vert foncé devient presque turquoise.
 
 





Le Tour du monde en Photo



 
 
 
 
 
 
 
 

  Grèce   Autriche  Afrique  Inde    Etats Unis  Angleterre

 

    Votre humble narrateur vous propose maintenant un merveilleux voyage autour du monde.
    Lors de ce voyage vous prendrez des photographies, et je vous connaîs, elles ne vous satisferont qu'incomplètement.
    Vous vous demandez alors si un aplatissement brutal des histogrammes de vos images pourrait améliorer quelque chose.
    Prêt pour le départ, attachez votre ceinture l'avion décolle......
 
 
 

Escale en Grèce
 
 
 

    Pour vous mettre en jambe vous faites un premier cliché
    A gauche l'histogramme (3 canaux colorés et histogramme noir et blanc)
    Au centre les images initiales
    A droite les images traitées.
    Ici, on ne constate pas les excès de l'image précédente.
    L'image noir et blanc est plus dense (il fallait remplir les niveaux plus sombres), mais l'effet néfaste est que le ciel est plus sombre, peu naturel par sa forme.
    Ce phénomène est encore plus marqué en couleur où de plus la balance des couleurs a viré sur une teinte plus chaude, plus orangée.
    L'image n'y a pas franchement gagné, continuons donc rapidement notre voyage.
 
 
 

Repos en Autriche

    Vous prenez un peu de repos bien mérité en Autriche dans son doux Tyrol.
    En suivant le même principe (images originales à gauche, traitées à droite) vous obtenez ceci:
 

    Le résultat est pour le moins surprenant.
    D'une photo au soleil couchant, à contre jour, vous obtenez la photo du lendemain matin !!!
    La photo initiale était en contre jour, avec le soleil derrière les montagnes.
    Le ciel était donc très lumineux, et le paysage trop sombre.
    Il en résulte un ciel tout aussi lumineux (il ne change presque pas car c'était la zone la plus claire de la photo, et l'aplatissement histogrammique n'a fait qu'amplifier cette clarté).
    En revanche, le village, très sombre au départ, s'est illuminé, et fortement contrasté, on récupère ainsi la majeure partie des détails qui était noyés dans la pénombre (attention à l'exposition la prochaine fois il faudra surexposer l'image pour avoir du détail dans les sombres).
    L'image est de meilleure qualité que l'originale (au sens technique, pas artistique), car elle possède plus de détail, et de contraste, en revanche l'impression est totalement différente, on croit assister à un lever de soleil et non à un coucher ....

    Pour l'image en couleur, on ne peut pas en dire autant.
    Les montagnes semblent bien irréelles (pour le moins), mais les maisons gagnent en lisibilité.
    Au contraire de l'image noir et blanc, l'image traitée est moins bonne que l'originale sur le plan technique, car ne ressemblant pas à l'originale, nul doute n'est permis, en revanche sur le plan artistique l'image s'est améliorée, elle a plus de caractère (selon les goûts)...
 
 
 

En route pour le sommet de l'Afrique
 
 

    Un instant d'inattention, devant ce beau paysage vous a fait oublier les rudiments de l'exposition de votre cellule photo.
    Heureusement l'aplatissement de l'histogramme est là pour vous sortir de ce mauvais pas.
    Votre photo reprend du contraste aux premiers plans, et le ciel n'en souffre pas trop, oui mais en noir et blanc.
    Car en couleur, votre image était fade et marron, sur un ciel bien bleu, malheur à vous, le vert de la végétation (le seul rescapé du désastre se délave après traitement, le rayon de soleil à droite n'est est que plus visible (pensez la prochaine fois à utiliser le pare-soleil, monté à l'envers il ne sert à rien), et le ciel, mon dieu, digne d'une pellicule célèbre du tournant des années 70...
    Le meilleur aplatisseur du monde ne peut rien pour cette photo couleur, contentez vous de la version noir et blanc, ou pleurez tout ce que vos yeux vous permettent...
    Partons en Orient...
 
 
 

Épices d'Inde
 
 

    Au petit matin vous faites un bonne photo, mais l'appareil étant suffisamment lourd, vous n'avez pas voulu emporter votre flash pour déboucher le premier plan, à tout hasard vous essayez le traitement de choc.
    Vous obtenez ici un subtil dosage sur l'image en noir et blanc.
    Les flots ne sont pas modifiés, mais le premier plan gagne en détails, c'était votre but.
    Un tout petit bémol, tout de même, le ciel en arrière plan subit quelques petits outrages.
    L'image en couleur est elle aussi meilleure, on évite ainsi cette dominante orange trop marquée au premier plan.
    Le ciel en arrière plan n'est pas trop perturbé par le traitement mais il manque tout de même de finesse.
    Sur cette photo le résultat est plus qu'encourageant, bravo.
    Un peu de sport maintenant ?
 
 
 

Un tour dans les rapides du Grand Canyon
 
 

    Entre 2 cascades vous vous emparez de votre jetable (seul matériel autorisé vu les conditions), et vous prenez une photo parfaite, selon vous...
    Si le cadrage est indéniablement original vous avez oublié que votre matériel est rudimentaire (pour le moins), on ne peut pas tout avoir.
    Et là vous vous dites, il me faut l'égalisation d'histogramme, et vous avez parfaitement raison.
    Le gain aussi bien technique qu'artistique est évident en noir et blanc, comme en couleur, comme quoi on peut avoir le zodiac et en plus le gilet de sauvetage.
    La raison profonde de ce petit miracle est que l'image avait deux composantes bien distinctes, une très sombre, une autre plus claire et étendue, la transformation se contentant d'éliminer l'entre deux composantes, en gardant l'essentiel des détails de la composante claire (la cascade), et en éclaircissant beaucoup la composante sombre (le reste).
Très bons résultats, mais malheureusement il est déjà temps de rentrer.
 
 
 

Un vieux manoir anglais
 

    En rentrant en Europe vous faites un dernier tour sur la cote anglaise, au soleil couchant, vous avez le matériel, le temps de faire une bonne mesure d'exposition, le talent (sans conteste).
    Vous mettez donc votre bijou en "pondérée centrale", vous visez le manoir, vous mémorisez l'exposition, vous recadrer pour parachever l'oeuvre, et vous déclencher....
    Merveille!
 
 

    Vous avez quand même la curiosité de lancer le programme pour voir s'il est encore possible d'améliorer les choses (doute).
    Et oh surprise, le résultat est désastreux.
    Le noir et blanc est moche, la couleur est horrible.
    Le programme, décidément peu artiste, a tout éclaircit, sans nuance, sans finesse, les rares zones de clarté (vous avez tout fait pour renforcer l'aspect dramatique de la scène) ont explosées, elles sont totalement saturées, ecrasées.
    Le ciel n'a plus rien à voir avec un ciel de fin d'après midi anglais (les nuages sont vaguement "paradisiaques"), la mer ne gagne pas en détail, le premier plan est rouge sang....
    C'est sang espoir ... aucun
 
 
 
 

Epilogue
 

    Le terrible programme d'aplatissement d'histogramme se révèle doué mais dans certaines limites.

    Pour des images à contre jour, il se révèle plutôt efficace, redonnant des détails dans les zones sombres, sans nécessairement saturer les zones claires, mais ceci n'est vrai que si les zones claires occupent une partie non négligeable de l'image, sinon, gare à la saturation, sans aucune finesse.

    Si les images ont une forte dominante sur toute l'étendue de l'image, le programme peut se révéler poète ou peintre baroque, avec des cieux irréels ... à utiliser avec modération.

    En revanche il est parfait pour des images "jetables", et dans une moindre mesure pour des diapositives (plus contrastées que les films négatifs) trop contrastées pour lesquels il réagira avec finesse et douceur...
 

    Mais en tout cas à la vue de vos dernières photos, nul doute n'est permis, vous n'avez plus besoin d'artifice, plus d'histogramme plat, plus de neutralité, vous êtes résolument original, et vous avez vos partis pris qu'une modeste machine, si puissante soit elle ne peut percevoir......