Manipulation de pixels avec PIL

Manipulation de pixels avec la bibliothèque Pillow (PIL)

Dans ce cours, nous allons explorer les fonctions essentielles de la bibliothèque Pillow (anciennement PIL) pour manipuler les pixels d’une image en Python. Vous apprendrez à lire et écrire les composantes couleur d’un pixel, à créer des effets de négatif, à convertir une image en niveaux de gris, et à échanger les canaux couleur. Chaque section s’appuie sur les questions du quiz afin de consolider vos connaissances.

1. Accéder aux composantes d’un pixel

La méthode getpixel() permet de récupérer la valeur d’un pixel à des coordonnées (x, y). Pillow attend les coordonnées sous la forme d’un tuple (x, y). La réponse correcte du quiz montre comment extraire les trois composantes rouge, vert, bleu :

• Syntaxe correcte : r, v, b = img.getpixel((100, 250))

Cette instruction renvoie un tuple (R, G, B) que l’on peut directement décomposer en trois variables. Les réponses incorrectes illustrent des erreurs fréquentes :

• Oublier les parenthèses autour du tuple : img.getpixel(100,250) (la fonction attend un seul argument).
• Confondre getpixel avec putpixel, qui sert à écrire une couleur.
• Inverser les coordonnées (250,100) au lieu de (100,250).

2. Modifier la couleur d’un pixel

Pour changer la couleur d’un pixel, on utilise putpixel(). L’instruction suivante du quiz :

• img.putpixel((250,250),(255,0,0))

place la couleur rouge pur (255 pour le rouge, 0 pour le vert et le bleu) au pixel (250,250). Ainsi, après exécution, le pixel affichera exactement la teinte rouge.

3. Échanger les canaux couleur

L’échange des canaux consiste à réassigner les valeurs r, v et b entre elles. Dans le script typique, on lit un pixel, on crée de nouvelles variables (n_r, n_v, n_b) puis on les écrit avec putpixel. La question du quiz indique que n_r reçoit la valeur du canal vert :

• Valeur assignée : n_r = v

Cette opération fait que le rouge devient ce qui était auparavant le vert. Le commentaire du script doit refléter cette logique ; sinon, il crée une confusion (voir section 7).

4. Créer un effet négatif

Le négatif d’une image consiste à inverser chaque composante couleur : n_c = 255 - c où c représente r, v ou b. Ainsi, pour le canal vert :

• n_v = 255 - v

Cette instruction inverse la composante verte du pixel, produisant la couleur complémentaire. De même, pour le bleu, si b = 100, alors n_b = 255 - 100 = 155. Le quiz confirme que la valeur attendue est 155.

5. Conversion en niveaux de gris

Le passage en niveaux de gris se réalise souvent en calculant la moyenne des trois canaux :

• gris = (r + v + b) // 3

Le résultat gris est ensuite appliqué aux trois canaux ((gris, gris, gris)) pour obtenir un ton de gris uniforme. Cette méthode utilise la division entière (//) afin d’obtenir un entier compris entre 0 et 255.

6. Résultat d’un script négatif complet

Lorsque le script de négatif est appliqué à chaque pixel d’une image, toutes les couleurs sont remplacées par leurs complémentaires. Le résultat final est donc :

• Toutes les couleurs seront leurs complémentaires

Contrairement à une simple inversion de canal ou à une conversion en niveaux de gris, le négatif conserve la structure de l’image tout en modifiant chaque teinte.

7. Cohérence entre le code et le commentaire

Un bon commentaire doit décrire précisément ce que fait le code. Dans le script d’échange de canaux, le problème logique relevé est que le commentaire indique « pixel rouge fixe », alors que le code échange réellement les valeurs de tous les pixels. Cette incohérence peut entraîner des malentendus lors de la maintenance du script.

8. Exemple complet : script de négatif

Voici un exemple complet qui illustre toutes les notions abordées :

from PIL import Image

# Chargement de l'image
img = Image.open('photo.jpg')
width, height = img.size

# Parcours de chaque pixel
for x in range(width):
    for y in range(height):
        r, v, b = img.getpixel((x, y))
        n_r = 255 - r
        n_v = 255 - v
        n_b = 255 - b
        img.putpixel((x, y), (n_r, n_v, n_b))

# Enregistrement du résultat
img.save('photo_negative.jpg')

Ce script lit chaque pixel, calcule le négatif de chaque canal, puis réécrit le pixel avec les nouvelles valeurs. Le fichier résultant photo_negative.jpg affichera l’image en couleurs complémentaires.

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10. Résumé des concepts clés

En récapitulant, vous devez maîtriser :

• La récupération d’un pixel avec img.getpixel((x, y)).
• L’écriture d’un pixel avec img.putpixel((x, y), (R, G, B)).
• L’inversion des canaux pour créer un négatif (255 - canal).
• Le calcul de la moyenne pour obtenir un niveau de gris ((r+v+b)//3).
• L’échange de canaux couleur et l’importance d’un commentaire cohérent.

Ces compétences vous permettront de développer des filtres d’image personnalisés, d’analyser des données visuelles et d’automatiser des traitements d’image avancés avec Python.