Programmation ImageJ

1.Intérêt de la programmation orientée objet

Avant-propos

Avant de commencer à programmer dans ImageJ, il faut mieux avant bien comprendre ce qu'est laProgrammation  Orientée   Objet,   son  vocabulaire   et   ce   qui   la   différencie   de   la   programmationlinéaire (appelée aussi procédurale). Sinon, il vous sera impossible d'écrire un plugin ImageJ, voireun programme Java. 

1.1 Principe de la POO : le choix de Java

La programmation objet s'appuie sur l'utilisation d'objets (non sans rire ...), c'est­à­dire que vouscréez un objet qui va avoir une fonction précise. L'intérêt de cet objet est qu'il est réutilisable dansn'importe quel programme. 

Prenons  un  exemple   simple,   créons  un  objet,   appelons   le   connexion,   dont   le  but   est  de  vousconnecter   à   une   base   de   données.   Vous   codez   une   fois   cet   objet   et   ensuite,   dans   tous   vosprogrammes, il  vous suffit  de l'appeler. Plus besoin de re­coder cette portion de code. Après  lecodage de plusieurs objets, on peut dire que la conception d'un programme ressemble plus à un jeude Lego. Vous y incorporez les objets dont les fonctions vous sont utiles. Je pense que vous voyezl'intérêt ... 

Vous pouvez récupérer des objets et  les réutiliser à  volonté  donc gain de temps. De plus, Javapossède une très grande bibliothèque d'objets prêts à servir. 

1.2 POO vs. Programmation linéaire

Lors d'une programmation   linéaire   (ou  procédurale),  on  commence avant   tout  par  chercher   lestaches à  accomplir, puis on code des procédures qui, étape par étape, vont résoudre ces taches.Donc, on travaille avant tout sur les méthodes. En POO, on commence d'abord par isoler les classes(les actions si vous voulez) et seulement après on s'occupe des méthodes. De plus, en POO, chaqueméthode est associée à une classe. 

Que nous apporte cette différence ? D'abord, les classes regroupent les méthodes créant ainsi unebibliothèque   de   fonctionnalités   plus   facilement   utilisables   que   des   bouts   de   code.   De   plus,l'encapsulation évite la corruption par d'autres objets. Donc, si vous avez un bug, cela ne peut venirque de votre classe et non pas d'une autre. Il en découle qu'au lieu d'examiner les 20000 lignes decode, vous n'avez qu'à regarder celles qui sont en rapport avec la classe défaillante.

Bon, je vous vois venir, certains vont dire qu'en php quand ils codent, ils font des fonctions qu'ilsappellent via des include. En fait, là, vous créez des modules. Mais ces modules ne peuvent avoirqu'une seule instance. Si vous voulez une autre instance, vous devez faire une copie de ce module etfaire quelques modifications.  Or  en POO, une classe  peut  avoir  un nombre  illimité  d'instancescontrairement à vos modules. 

1.3.Bases de Java

Nous  voilà   arrivés   dans   le   vif   du   sujet.   Nous   allons   nous   familiariser   avec   la   structure   d'unprogramme Java. En effet, les éléments qui le composent se retrouvent dans toutes les applications.

1.3.1 le code de notre programme 

public class PremierScript

{

public static void main(String [ ] args)

{

System.out.println("Mon premier script, c'est facile finalement");

}

}

Tout d'abord je tiens à vous rappeler une chose : Java est sensible à la casse. J'explique pour ceuxqui ne connaissent pas ce terme. Lorsque vous tapez votre code il faut respecter les majuscules etminuscules. Par exemple si à la place de : 

public class PremierScript

Vous tapez : 

Public class PremierScript

Java ne reconnaîtra pas le mot clé public. Et oui tout cela à cause de la lettre « p » en majuscule. Ilvous faut donc être rigoureux là­dessus dès le départ. 

public Ce mot  clé   est  appelé  un  modificateur  d'accès,   c'est­à­dire  qu'il   détermine  quelles  autresparties du programme ont accès à cette classe. 

class Tout ce que l'on programme se situe dans une classe, le terme ouvre donc une classe. 

PremierScript le terme se trouvant derrière le mot clé class est le nom de la classe. Vous pouvez donnern'importe quel nom à une classe sauf des noms de fonctions. Une règle pourtant, un nom declasse commence toujours par une lettre. Une autre remarque s'impose. Il faut toujours donnerle même nom à votre fichier source que celui de la classe publique de votre programme. Icinotre code sera donc sauvegardé sous le nom de PremierScript (respecter là aussi la casse). 

main Le mot clé main ouvre une méthode. Lorsque vous exécutez un programme, Java va toujourschercher   la  méthode  main.  Sans  cette  méthode  l'exécution  est   impossible.  Bien  sûr  vouspouvez coder d'autres méthodes que la  main mais cette dernière doit toujours être présente

dans vos scripts. 

Notez bien les accolades. En java, comme dans d'autres langages, chaque bloc est délimité par uneaccolade. 

Donc pour résumer tous vos scripts doivent au moins avoir ça : 

public class NomdelaClasse

{

public static void main(String [ ] args)

{

Les instructions

}

}

Car la classe publique est celle qui est appelée lors de l'exécution du programme et la méthode mainest la méthode par défaut donc celle exécutée. En effet si on réfléchit lors de l'exécution de votrescript vous tapez : 

Java NondelaClasse

Vous appelez donc la classe Nomdelaclasse, or là vous ne pouvez spécifier quelle méthode vousappelez. Il faut donc que java ait une méthode à lancer par défaut. Devinez laquelle ? Oui, la main.Maintenant regardons ce que contient la méthode main de notre programme. 

Ici nous avons qu'une seule instruction : 

System.out.println("Mon premier script, c'est facile finalement");

Première remarque : Comme pour les macros, chaque instruction doit se terminer par un ; donc les retours à laligne ne délimitent pas la  fin d'une instruction. Ce qui d'un autre coté  peut être plus quesympathique. Imaginez que vous avez une instruction très complexe et longue. Pour plus delisibilité  vous pourrez étaler son code sur plusieurs lignes. Ici notre instruction affiche uneligne de texte dans la console en l'occurrence : 

Mon premier script, C'est facile finalement

Nous utilisons l'objet System.out et nous appelons sa méthode println. 

Pour invoquer une méthode d'un objet on utilise donc le . 

Objet . méthode(paramètre)

La méthode println  affiche le texte passé en paramètre puis saute une ligne. Histoire que vous lesachiez la différence, si vous aviez appelé la méthode print au lieu de println vous n'auriez pas eu de

saut de ligne après l'affichage de votre texte. Je récapitule, nous avons donc vu la structure de based'un programme java. Sans cela votre script ne peut s'exécuter. Et nous avons aussi abordé commentnous appelions une méthode d'un objet. Voyons maintenant les commentaires. 

1.3.2. Les commentaires Les commentaires sont essentiels dans un script. Abusez­en, cela ne rendra votre travail que plusfacile et comblera de bonheur les personnes qui vous reliront ou qui voudront se baser sur votreplugin pour en écrire un autre. Java ne compile pas les commentaires , ils n'apparaissent donc pasdans votre exécutable. 

Pour mettre des commentaires on a le choix entre // et /* */ . Le // sert pour une ligne decommentairealors que /* */ englobe un bloc de commentaire. 

/*

Code source de PremierScript

Ici on n'est pas dans ImageJ, pas besoin de « _ » dans le nom de la classe

*/

public class PremierScript

{

public static void main(String [ ] args)

{

//Affichage du texte dans la console

System.out.println("Mon premier script,c est facile finalement");

}

}

Vous avez maintenant les bases pour commencer à coder en java. Au cours des quelques chapitressuivants,   je   vais   rappeler   un   certain   nombre  de  notions  générales   qu'il   faudra   assimiler   avantd'espérer programmer un plugin ImagJ. Vous pourriez aussi  le faire « à   l'instinct » en regardantbeaucoup de codes sources de divers plugins, c'est d 'ailleurs comme ça que la plupart d'entre nousfonctionnent,  mais  vous  n'aurez  pas   la  pleine  compréhension du fonctionnement  et   surtout  descauses de non­fonctionnement d'un plugin (cela arrivera forcément).

1.3.3. Les variables Après avoir vu les notions de programmation orientée objet et la structure d'un programme de base,nous  allons  maintenant   aborder   le   vaste   sujet  que   représentent   les  variables.  Quels  noms   leurattribuer, quels types sont à votre disposition, l'affectation, les différentes opérations réalisables ...Cette étape est essentielle dans l'apprentissage de Java. 

Une variable est un contenant où vous allez pouvoir mettre ce que vous voulez (les données). Lorsde  l'exécution  de  votre  programme vous  pourrez agir   sur  ces  variables  pour en modifier   leursvaleurs (les données) via de multiples opérations. Voilà  pour le concept de variable. Maintenantvoyons quelques règles de base concernant la nomination de ces dernières. 

● Le nom de votre variable devra toujours commencer par une lettre. ● Les espaces ne sont pas autorisés mais vous pouvez utilisez le _en remplacement ● Votre nom peut comporter des lettres et des chiffres ● Vous ne pouvez pas attribuer comme nom de variable le nom d'une fonction java du style if,

inner ou autre. 

L'un des grands avantages de Java est que l'allocation et la libération de la mémoire (valeur en byte)sont automatiques. Mais cela ne vous dispense pas de devoir déclarer vos variables et surtout le typede la variable. 

Nous avons 8 types de variables : 

● 4 pour travailler sur les nombres entiers (byte, short, int et long)● 2 pour travailler sur les nombres réels (double et float)● 1 pour travailler sur les chaînes de caractères (char)● le type booléen (boolean)

Déclarations des variables

La déclaration d'une variable est quelque chose de vraiment facile. Rien de bien compliqué,  onspécifie d'abord le type de la variable puis son nom. Chaque déclaration étant une instruction ontermine par un « ; » . D'habitude, on déclare toutes les variables au début du bloc où on les utilise. 

Exemple : 

int nom_variable ;

Affectations de valeur

Après la déclaration d'un variable, il est temps de la remplir, c'est­à­dire de lui affecter une valeur.On appelle aussi cette procédure l'initialisation. 

Pas besoin de longs discours un exemple sera suffisant : 

int nom_variable ; nom_variable =1 ;

Mais bon comme les choses sont quand même bien faites en ce bas monde de temps en temps il estpossible de déclarer et d'initialiser une variable en même temps : 

int nom_variable =1 ;

Les constantes

Il existe une forme particulière de variable, les constantes. Les constantes sont des variables dont lavaleur ne pourra être modifiée dans le programme, des variables constantes quoi ... je sais c'estantinomique ...

Pour définir une constante on utilise le mot­clé final. 

Final int NOM_VARIABLE =1 ;

À  partir  de ce moment NOM_VARIABLE aura toujours  la valeur 1 dans le bloc où  elle a étédéclarée. 

Beaucoup de programmeurs écrivent en majuscule le nom de leur variable, histoire d'améliorer lavisibilité du code. Bon maintenant si nous voulons une constante accessible par toutes les méthodesd'une classe, il faut définir ce que l'on appelle une constante de classe. On définit alors la constantede classe en dehors de la méthode main permettant ainsi à d'autres méthodes de pouvoir l'appeler.Le mot­clé employé est ici : static final 

Un petit exemple : 

public class Tuto_variable

{

public static final int NOM_VARIABLE =2;

public static void main(String [] arg)

{

int a =2;

int b;

b =a *NOM_VARIABLE;

System.out.println("le Résultat est :"+b);

}

}

Ce petit programme va tout simplement afficher le chiffre 4. Rien d'extraordinaire je le reconnaismais nous avons bien la preuve que la constante de classe est accessible. Je sais vous allez me dire : 

Pourquoi avoir mis  public static final  ? Il y a ici une petite notion en plus. Avec  static final  laconstante de classe est uniquement accessible à l'intérieur de la classe où elle est définie. Pour larendre accessible par d'autres classes nous plaçons le mot clé public. Pour appeler la constante d'uneautre classe nous taperons : 

Tuto_variable.NOM_VARIABLE et le tour est joué. 

1.3.4.Les opérateurs Pour ceux qui ont déjà l'habitude de la programmation, ce chapitre sur les opérateurs ne vous serapas d'une grande utilité. Mais il faut bien penser à tout ceux qui débutent. 

Opérateur mathématique

Opération Signification 

+ Addition

­ Soustraction

* Multiplication

/ Division

% Reste ou modulo

Il existe plusieurs façons d'écrire les opérateurs : 

x=x1  

Équivalent : 

x+=1  

Opérateurs d'incrémentation et de décrémentation

● [++]incrémentation. Ajoute 1 ● [­]décrémentation. Enlève 1 

int n =1 ;

n++;//n vaut 2 maintenant

Opérateurs relationnels et booléens

● [==]Égale ou équivaut 

Attention, cela ne marche que pour le numérique. Pour les chaînes de caractère la fonction est : 

chaine1.equals(chaine2) 

● [!=]différent ● [>]supérieur ● [<]inférieur ● [>=]supérieur ou égal ● [<=]inférieur ou égal ● [&&]et ● [||]ou 

1 == 2 ;//C'est faux 

1 != 2 ;//ça c'est vrai 

Voici donc les différents opérateurs principaux utilisables en java. 

1.3.5. Conversion de variables Il  vous arrivera bien souvent  de devoir  convertir  une variable dans un autre  type pour pouvoir

travailler dessus. 

Exemple : 

int a =233333 ;

float b =a ;//b sera une variable de type float avec la valeur de a

Pour convertir une chaîne de caractère en chiffre : 

String a=«40 » ;

Int b =Integer.parseInt(a);

1.3.6. Boucles et Conditions Avec cette section, nous allons enfin posséder les bases de la programmation. Vous allez pouvoirélaborer des algorithmes de programmation utilisant des boucles, des conditions et bien sûr desboucles conditionnelles. Nous allons donc pouvoir par la suite créer de petits programmes simples.Par   la   suite,   il   vous   faudra   acquérir   un   nouveau   type   de   connaissances,   ce   que   j'appelle   les« fonctions   utiles   de   Java »   ,   c'est­à­dire   celles   qui   vous   permettent   par   exemple   d'utiliser   labibliothèque d'ImageJ. 

Les conditions

Il arrive bien souvent que nous ayons à tester une variable ou exécution d'une fonction. Pour ceuxqui ont déjà programmé ces notions devraient être acquises. 

Exemple : nous sommes dans une section membres où l'utilisateur doit s'identifier pour accéder à lasection. Si l'utilisateur est identifié, on le redirige vers la page de son compte ; sinon, onaffiche un message l'invitant à se retenter son identification. 

Pour cela, on a utilisé le code : 

if(la_condition)

{bloc de code pour la condition juste}

else

{bloc de code pour la condition fausse}

En gros voila ce que cela donne : 

import javax.swing.*;

public class Tuto_if_else

{

public static void main(String [] arg)

{

String a ="fliper";

String demande =JOptionPane.showInputDialog("Votre identifiant :");

if(demande.equals(a))

{

System.out.println("Vous etes identifié ");

}

else

{

System.out.println("Erreur,vous n\'etes pas identifié ");

}

System.exit(0);

}

}

Il y a dans cet exemple deux nouvelles notions: 

● la comparaison entre deux chaînes de caractères ● une boîte de dialogue pour entrer la valeur de la variable demandée 

la boîte de dialogue

String demande =JOptionPane.showInputDialog("Votre identifiant :");

Cette commande permet d'ouvrir une boîte de dialogue contenant le message mis entre parenthèses.La  méthode  showInputDialog  de la classe  JOptionPane  renvoit une chaîne de caractères donc sivous demandez un nombre vous devrez convertir la variable de cette manière : 

int demande =Integer.parseInt(demande);

Ensuite notez le : 

System.exit(0);

Chaque   fois   que   vous   appelez  JOptionPane.showInputDialog  vous   devez   terminez   votreprogramme par System.exit(0);. La raison est purement technique. En fait l'affichage d'une boîte dedialogue démarre  un  nouveau  thread de  contrôle.  Lors  de   la  sortie  de  votre  méthode  main,   lenouveau   thread   ne   se   termine  pas   automatiquement.   Il   faut   donc   tous   les   clore   grâce  à   cettecommande. 

Maintenant terminons par : 

import javax.swing.*;

En fait, la classe JOptionPane est définie dans le package jawax.swing et il ne fait pas partirdu package de base (java.lang). Il vous faut donc l'importer grâce à la commande import. 

Comparaison de deux chaînes de caractères

L'égalité  entre deux nombres a et b se teste comme ceci :  a == b  . Mais pour deux chaînes decaractères a et b, on fait : a.equals(b). Souvenez­vous bien de cette différence, ainsi que du fait queJOptionPane.showInputDialog renvoie toujours une chaîne de caractères. 

Astuce : Mettez de la tabulation pour chaque bloc de code, les éditeurs de texte bien fait (comme vi ...)identent tout seul le code. Cela vous permettra de le rendre bien plus lisible, et si vous avez unbug vous passerez moins de temps à chercher l'accolade (par exemple) que vous n'avez pasfermée. Il arrive aussi qu'en faisant un algorithme conditionnel (terme barbare qui veut justedire « si condition alors ») on se retrouve avec plusieurs cas possibles. 

Exemple : Si j'ai de l'argent, soit je pars en vacances dans le sud pour 100 euros, soit si j'ai plus que celaje pars aux Caraïbes (450 euros) et si j'ai rien ... je reste chez moi. 

En code ça donne : 

if(argent==100)

{je pars dans le sud}

elseif(argent==450)

{Finalement j'ai assez pour partir aux Caraïbes}

else

{Bon je mange des pâtes, je n'ai pas assez d'argent}

Donc: 

if(premier_condition)

{Block de code si première condition vraie}

if(deuxième condition car première fausse)

{Block de code deuxième condition vraie}

else

{Block de code traitant le cas où les deux conditions sont fausses}

Il est bien évident que l'on peut faire autant de elseif que l'on souhaite. 

Petit exercice :

Reprenez le code de l'identification : Tuto_if_else et renommez le Tuto_if_elseif .Vousdéclarez une nouvelle variable char et vous lui attribuez un nom d'utilisateur puis vous merajoutez un elseif permettant de tester l'entrée de l'utilisateur. Le programme va alors vérifiersi l'utilisateur est fliper ou l'autre membre, si oui c'est bon, sinon c'est faux ! 

Malheureusement, vous vous doutez bien que le code va vite devenir illisible si l'on a énormémentde possibilité dans l'algorithme conditionnel. Pas de panique, on a pensé à tout. Dans ce cas précis,il existe la fonction switch !!! 

switch(variable_a_tester)

{

case 1 :

bloc de code

break;

case 2 :

bloc de code

break;

}

default :

Bloc de code si aucun case n'est vrai

break ;

}

Dans le switch, on définit la variable qui va se faire tester, puis au niveau des case on met la valeurtest. Si la condition est remplie, le bloc de code de ce case est utilisé, sinon, on passe à l'autre case.Si aucun case n'est vrai et que vous avez un default, ce dernier sera exécuté. Remarquez que chaquecase se termine par break. Cette commande permet de délimiter le bloc de code du case alors nel'oubliez pas. 

Autre remarque très importante la valeur des case doit TOUJOURS être un entier . 

Conclusion : Nous venons de voir les fonctions qui permettent de faire des tests. Vous vousapercevrez très vite que vous allez les utiliser à longueur de journée donc mémorisez­les bien. 

Les boucles

Boucle for

Souvenez­vous de vos punitions du primaire : copier 100 fois je ne ferai plus l'andouille près du

radiateur ... souvenir, souvenir... 

Et on passait la soirée à écrire 100 fois la même phrase !!! En java, écrire 100 fois cette phrasepunitive nous prendrait 5s. Pour cela, nous allons faire une boucle. Je savais bien que j'aurais dûapprendre le java en maternelle ça m'aurait bien servi ! 

La boucle est une fonction qui va exécuter un nombre de fois défini le code que l'on souhaite. 

for(init_compteur;valeur_de_fin;incrementation_du_compteur)

{

bloc de code à répéter

}

donc pour notre punition cela donne : 

public class Punition

{

public static void main(String [] arg)

{

int a ;

for(a=0 ;a<100 ;a++)

{

System.out.println("je ferai plus l'andouille près du radiateur");

}

}

}

Vous allez voir s'afficher 100 fois la phrase sur votre écran de sortie. 

Le danger de la boucle infinie

Avertissement : faites attention à vos boucles. Une boucle mal faite peut devenir une boucle infiniec'est­à­dire qui ne s'arrête jamais. Les conséquences peuvent être plus que fâcheusescar vous allez saturez la mémoire de votre machine et donc sûrement la faire planter.Avec le for, il y a peu de chance d'être dans ce cas mais avec la prochaine fonction quenous allons voir, il vaut mieux être prudent !!! 

Boucle conditionnelles

C'est pas le terme exact mais à mon avis il résume bien leurs fonctions. En gros la fonction while

veut dire : tant que la condition est vraie alors tu continues à exécuter la boucle . Par exemple, on aune variable int nommée a et on lui donne la valeur de 0 

while(a<25)

{

System.out.println(a);

a++;

}

A chaque passage de la boucle, on a la variable a qui s' incrémente. Lorsqu'elle aura attend la valeurde 25, on sortira de la boucle. Revenons au danger de tout à l'heure, c'est­à­dire de la boucle infinie.Imaginons que l'on n'incrémente plus la variable a. 

while(a<25)

{

System.out.println(a);

}

Puisque la variable a reste toujours inférieure à 25, la boucle va tourner infiniment. 

Il existe aussi une autre écriture pour while, cette dernière exécute d'abord le bloc puis effectue letest pour savoir si oui ou non on rentre en boucle. Pour cela on écrit : 

do

{

System.out.println(a);

a++;

}

while(a<10)

Voila nous avons fait le tour des boucles et des conditions. On peut dire que vous avez à partir demaintenant de bonnes bases pour attaquer réellement la programmation en java. Pour eux qui ontdéjà programmé, ces connaissances sont bien assimilées. Pour les débutants, n'hésitez pas à relire età poser vos questions. Vous trouverez aussi des aides bien faites sur le Web.

Bon courage à tous. 

2.La programmation ImageJ

2.1. Généralités

ImageJ est un logiciel dont les fonctions (dont la plupart sont des plugins elles­mêmes) peuvent êtreétendues par le biais de plugins. Entendez en français « modules » mais nous utiliserons le termeanglais par la suite. Les plugins sont des classes Java (on commence à connaître ...) placées dans uncertain dossier, le dossier plugins d'ImageJ ou un de ses sous­dossiers. 

2.1.1 « Quick Way »On peut créer un plugin de façon très simple, exactement comme une macro avec l'enregistreur(Plugins > Macros > Record ...). On clique sur « Create » pour obtenir un fichier texte qu'on peutappeler comme on veut. Si dans ce mini­éditeur de texte, on va vers « Edit > Convert to plugin »,une nouvelle fenêtre s'ouvre qui porte le nom de votre nommage précédent assorti d'un « _ » avecl'extension « .java ». Le nom par défaut est « Macro » dans l'enregisteur donc « Macro_.java » pournotre macro Java. Cette fonctionnalité est très pratique car non seulement elle permet de développerun plugin très rapidement mais en plus elle vous créée le squelette de base de quasiment tous vosfuturs plugins.

import ij.*;

import ij.process.*;

import ij.gui.*;

import java.awt.*;

import ij.plugin.*;

public class Youpi_ implements PlugIn {

public void run(String arg) {

IJ.run("Lena (47K)");

IJ.run("Add Noise");

IJ.run("Smooth");

}

Voilà un exemple de code d'un tel plugin. On remarque l'import de différents packages, le fait quela classe principale doit contenir un « _ » dans son nom et qu'elle implémente une certaine classePlugIn.

2.1.2.Types de pluginsIl y a deux types de plugins. Ceux qui n'ont pas besoin d'image en entrée et qui implémentent laclasse PlugIn (comme ci­dessus car il ouvre une image­échantillon) et ceux qui en ont besoin et quiimplémentent donc la classe PlugInFilter.

2.2.Petite présentation1 de l'API2

2.2.1. Les classesLa classe principale est ij, de là dérive tout le reste.

ijImageJApplet 

Classe nécessaire pour faire tourner ImageJ dans un navigateur. L'avantage est qu'uneinstallation n'est pas nécessaire, le désavantage est un accès limité aux ressources de lamachine à cause de l'aspect sécurité des applets Java.ImageJ

La classe principale d'une application ImageJ. Elle contient la méthode run, principalpoint d'entrée du programme, et la fenêtre principale d'ImageJ.Executer

Une classe pour exécuter les commandes des menus dans des threads séparés (pour nepas bloquer le reste du programme).IJ

Une classe qui contient beaucoup d'utilitaires.ImagePlus

La représentation d'une image dans ImageJ, basée sur un ImageProcessor.ImageStack

Une pile d'images de taille variable.WindowManager

L'ensemble des fenêtres ouvertes.ij.gui

ProgressBarUne barre qui informe graphiquement de la progression d'une opération.

GenericDialogUne boîte de dialogue modulaire pour interagir avec l'utilisateur.

NewImagePour créer de nouvelles images en partant de zéro.

RoiUne classe qui représente une région d'intérêt d'une image. Si le plugin le supporte, on

peut traiter la région d'intérêt seule et non pas toute l'image.ImageCanvas

1   La plus grande part de ce qui suit est une traduction de l'excellent « Writing ImageJ Plugins » de Werner Bailer

2 Application Program Interface

Un support pour dessiner une image, dérivé de java.awt.Canvas.ImageWindow

Une fenêtre pour afficher une image, dérivée de java.awt.Frame.StackWindow

Un ImageWindow pour les stacks.HistogramWindow

Un ImageWindow pour les histogrammes.PlotWindow

Un ImageWindow pour les tracés de courbes.ij.io

Un paquet de gestion des entrées­sorties, à savoir toutes les classes pour lire et écrire lesimages.

ij.measureLes classes relatives aux mesures.

ij.pluginLa plupart des commandes ImageJ sont des plugins et se retrouvent donc dans cette

classe ou ses dérivées.PlugIn

Cette interface doit être implémentée par tout plugin qui n'a pas besoin d'image enentrée.Converter

Implémentation pour convertir correctement des ImagePlus d'un type vers un autre.ij.plugin.filter

PluginFilterCette interface doit être implémentée par tout plugin qui nécessite une image en entrée

(qui effectue donc une opération sur cette image).ij.process

ImageConverterUne classe contenant les méthodes pour convertir les images d'un type dans un autre.

ImageProcessorUne super­classe abstraite pour certains types d'images. Un imageProcessor contient

les méthodes permettant de travailler réellement sur les données contenues dans l'image.StackConverter

Le pendant de ImageConverter pour les stacks.StackProcessor

Le pendant de ImageProcessor pour les stacks.ij.text

Paquet qui contient les classes pour afficher et éditer du texte.

2.2.2 InterfacesComme déjà évoqué en 2.1.2, ImageJ peut créer deux types de plugins; ceux qui n'ont pas besoin

d'une image en entrée et qui implémenteront l'interface PlugIn, et ceux qui en ont besoin et quiimplémenteront l'interface PlugInFilter.

PlugIn

En 2.1.1, nous avons déjà vu un plugin qui implémentait l'interface Plugin. Il avait été généréautomatiquement par l'enregistreur de macros et transformé en plugin. Nous ne savions rien del'API d'ImageJ. Maintenant, nous pouvons développer nos plugins sans utiliser l'enregistreur.

À tout seigneur, tout honneur ; le premier programme développé par quelque programmeur que cesoit et dans tous les langages est un programme qui se borne à afficher un simple « Hello, World! ».Nous ne sacrifierons pas à la tradition :

import ij.*;

import ij.plugin.*;

/**

* Hello_.java

* @author Moi-même

*/

public class Hello_ implements PlugIn {

public void run(String str) {

IJ.showMessage("Hello World en Java pour ImageJ !");

}

}

Commentaire de code :Nous importons d'abord les paquets dont nous aurons besoin ( mot­clé :  import  ), suivent

quelques lignes de commentaires au format javaDoc3. Nous déclarons ensuite notre classe Hello enn'oubliant pas le nécessaire « _ » dans son nom ; cette classe implémente l'interface PlugIn (d'oùl'import de ij.plugin.* qui contient notre interface). Cette interface n'a qu'une méthodepublique :  run. L'import de ij est nécessaire pour la méthode IJ.showMessage.

Note      : Nous verrons dans le cadre des travaux pratiques d'autres implémentations de l'interfacePlugIn.

PlugInFilter

import ij.*; //Paquet général

import ij.plugin.filter.PlugInFilter; // L'interface PlugInFilter

3 http://java.sun.com/j2se/javadoc/

import ij.process.*; // Les différents ImageProcessor

import java.awt.*;

public class Inverter_ implements PlugInFilter {

public int setup(String arg, ImagePlus imp) {

if (arg.equals("about")) {

showAbout();

return DONE; }

return DOES_8G+DOES_STACKS+SUPPORTS_MASKING;

}

public void run(ImageProcessor ip) {

byte[] pixels = (byte[])ip.getPixels(); //Notez le «cast»4 en byte ()

int width = ip.getWidth();

Rectangle r = ip.getRoi();

int offset, i;

for (int y=r.y; y<(r.y+r.height); y++) {

offset = y*width;

for (int x=r.x; x<(r.x+r.width); x++) {

i = offset + x; pixels[i] = (byte)(255-pixels[i]);

}

}

}

void showAbout() {

IJ.showMessage("About Inverter_...", "This sample plugin filter inverts 8-bit\n"+"images. Look at the Inverter_.java source file to see how easy it is in \n"+"ImageJ to process non-rectangular ROIs, to process all the slices in a stack\n" +"and to display an About box." );

}

}

4 On appelle « cast » transtypage en français.

Commentaire de code :L'interface  PlugInFilter a deux méthodes : set et run.  La méthode set permet ici au plugin desavoir sur quel type d'image il peut travailler et d'envoyer une fenêtre d'info sur le plugin.Notez comme on récupère facilement, largeur de l'image, taille de la ROI et un tableau mono­dimensionnel des pixels de l'ImageProcessor. On calcule un offset pour ne pas calculer la position de chaque retour à la ligne, on imbriquealors deux boucles pour parcourir l'image.

2.3.Gestion des images

En regardant les plugins précédents, on s'aperçoit que les images sont représentées par les objetsImagePlus et ImageProcessor. Quelle est la différence et qu'en est­il réellement ?

2.3.1.Types d'imagesVous savez maintenant qu' ImageJ est capable de gérer plusieurs types d'images :

● 8 bits niveaux de gris

● 8 bits couleur avec table de couleur

● 16 bits niveaux de gris

● RVB couleur chaque couche étant en 8 bits

● 32 bits niveaux de gris

ImagePlus est un objet qui représente une image. Il est basé sur un ImageProcessor, classe quimanipule le tableau de pixels et traite donc réellement l'image. Le type d' ImageProcessor utilisédépend du type d'image. Ces types d'images sont représentées par des constantes dans ImagePlus  :

● COLOR_256

● COLOR_RGB

● GRAY16

● GRAY32

● GRAY8

Je vous laisse deviner à quel type correspond chaque constante ...

Évidemment, puisque chaque image est manipulée directement par un ImageProcessor, on peutrécupérer ou initialiser le type d'  ImageProcessor  avec des méthodes d'  ImagePlus  :

ImageProcessor getProcessor()

void setProcessor(java.lang.String title, ImageProcessor ip)

Lorsqu'on travaille avec des filtres, il est inutile de s'occuper du type de processor de l'image encours car il est passé en argument à la méthode run. ImageProcessor est une classe abstraite dontdérivent cinq sous­classes :

ByteProcessor Utilisé pour les images 8 bits couleurs ou niveaux de gris. Possède une sous­classe

nommée BinaryProcessor pour des images en niveau de gris qui ne contiennent que les valeurs 0 et255.

ShortProcessor  Pour les images 16 bits (niveau de gris).

ColorProcessor  Pour les images couleurs 32 bits ­type entier­ (RVB 8 bits par canal).

FloatProcessor  Pour les images 32 bits ­type flottant­ niveaux de gris , haute précision.

2.3.2. Récupérer les pixelsPour travailler sur les valeurs de l'image, il faut récupérer la valeur de chaque pixel, on peut utiliserpour cela la méthode java.lang.Object getPixels() de l' ImageProcessor. On fera par exemple :

int[] mes_pixels = (int[]) monProcessor.getPixels();

pour une image couleur (le type est integer = entier). Ici, on déclare un tableau d'entiers quis'appelle mes_pixels et qui prend pour valeurs les valeurs de pixels de monProcessor. Notez quenous effectuons un transtypage pour être certain de ramener des valeurs entières. On récupère doncici un tableau mono­dimensionnel. Il faudra récupérer largeur (et hauteur) de l'image pour pouvoirpasser d'un tableau mono­dimensionnel à des coordonnées XY (rappelez­vous des deux bouclesimbriquées).

Attention : Il existe un piège avec la récupération de trois types de processor : ByteProcessor,ShortProcessor et ColorProcessor. 

Le type de donnée byte en Java est signé, c'est­à­dire qu'il est compris entre ­128 et 127. On attendplutôt d'une image que ses valeurs soient comprises entre 0 et 255 (la lumière est plus ou moinsintense ou au pire absente). Quand on fait un transtypage d'un byte, il vaut mieux s'assurer que lesigne soit éliminé. Cette opération peut se faire grâce à l'opérateur ET binaire ( & ) :

int pix = 0xff & pixels[i];

...

pixels[i] = (byte) pix;

Même combat avec le type short  ­32768 à 32767 en java. Il faut donc faire :

int pix = pixels[i] & 0xffff;

...

pixels[i] = (short) pix;

pour avoir des valeurs entre 0 et 65535.

C'est encore un peut plus compliqué avec le type entier (les images couleur) car les troiscomposantes R, V et B sont empaquetées dans la même valeur entière :

int red = (int)(pixels[i] & 0xff0000)>>16;

int green = (int)(pixels[i] & 0x00ff00)>>8;

int blue = (int)(pixels[i] & 0x0000ff);

...

pixels[i] = ((red & 0xff)<<16)+((green & 0xff)<<8) + (blue & 0xff);

En plus de la vérification du signe nous utilisons des opérateurs binaires de rotation de bits.

2.3.3.Créer des images

ImagePlus createImagePlus(); // ou

ImageProcessor createProcessor(int width, int height);

Les méthodes ci­dessus répondent à nos interrogations sur la manière de créer une image. Onpourra en fixer le type dans un second temps à l'aide de différents arguments. Explorer l'API pourles connaître ...

Vous pourrez créer une copie de l'image courante en créant un image puis recopiant les pixels avec :

void copyBits(ImageProcessor ip, int xloc, int yloc, int mode);

Le mode est contenu dans l'interface Blitter et correspond à une des valeurs suivantes :

ADD destination = destination+source

AND destination = destination AND source

AVERAGE destination = (destination+source)/2

COPY destination = source

COPY_INVERTED destination = 255­source

COPY_TRANSPARENT Les pixels blancs sont interprétés comme transparents.

DIFFERENCE destination = |destination­source|

DIVIDE destination = destination/source

MAX destination = maximum(destination,source)

MIN destination = minimum(destination,source)

MULTIPLY destination = destination x source

OR destination = destination OR source

SUBTRACT destination = destination – source

XOR destination = destination XOR source

2.3.4. Afficher les imagesImageJ affiche les images en utilisant une classe nommée ImageWindow. C'est la fenêtre quicontiendra l'image ImagePlus, la classe contient tout ce qui est nécessaire à mettre à jour et afficherles images nouvellement créées.

2.3.5. Quelques méthodes utiles relatives à l'imageJe vous livre en vrac quelques méthodes qui vous seront utiles pour écrire vos premiers pluginsmais la liste est loin d'être exhaustive. Si vous en voulez plus, consultez l'API, comme d'habitude.

ImagePlus

void setWindow(ImageWindow win); définit la fenêtre qui affiche l'image.

ImageWindow getWindow(); récupère la fenêtre qui affiche l'image.

void mouseMoved(int x, int y); affiche la position de la souris et la valeur du pixel dans la « statusbar ».

LookUpTable createLut(); créée une table de couleur à partir de l'image courante.

ij.process.ImageStatistics getStatistics(); équivaut à « measure » dans le menu d'ImageJ.

ij.measure.Calibration getCalibration(); retourne la calibration de l'image.

ImageProcessor

void flipHorizontal() et void flipVertical() retournement horizontal et vertical.

void rotate(double angle) rotation d'un certain angle.

void scale(double xScale, double yScale) redimensionnement.

ImageProcessor crop() découpe l'image selon la ROI courante. Renvoie une nouvelle image.

ImageProcessor resize(int dstWidth, int dstHeight) redimensionnement.

ImageProcessor rotateLeft() et ImageProcessor rotateRight() rotations horaire et anti­horaire.

void setInterpolate(boolean interpolate) Si true, crop(), resize() et rotate() utiliseront uneinterpolation bilinéaire et une simple interpolation en proches voisins si false.

void convolve3x3(int[] kernel) convolue l'image avec la matrice dont le noyau est passé enargument.

void sharpen() et void smooth() comme dans le menu process d'ImageJ. Filtres 3x3.

void dilate(), void erode() et void findEdges() équivaut aux menus process > binary avec des filtresrespectivement minimum, maximum (3 x 3) et un opérateur de Sobel.

void medianFilter() médian 3x3.

void gamma(double value) correction de gamma.

void invert() inversion d'image.

void add(int value) ajout de constante à chaque pixel.

void multiply(double value) multiplie chaque pixel par l'argument.

void and(int value) ET binaire avec l'argument.

void or(int value) OU binaire avec l'argument

void xor(int value) OU exclusif avec l'argument.

void log() recalcule les valeurs de pixels sur une échelle logarithmique.

void noise(double range) ajoute du bruit aléatoire (dans l'intervalle range) dans l'image

void setColor(java.awt.Color color) couleur d'avant­plan.

void setValue(double value) couleur de remplissage.

void setLineWidth(int width) largeur de ligne.

void moveTo(int x, int y) position de départ du tracé

void lineTo(int x2, int y2) trace une ligne jusqu'aux coordonnées en argument.

void drawPixel(int x, int y) colorie le pixel en x,y avec la couleur de tracé en cours.

void drawDot(int xcenter, int ycenter) tracé d'un point.

void drawDot2(int x, int y) tracé d'un point 2x2.

void fill() emplit la ROI rectangulaire de la couleur de tracé en cours.

void fill(int[] mask) emplit les pixels de la ROI qui font partie du masque avec couleur en cours.

void drawString(java.lang.String s) Dessine la chaîne s à la position courante.

int getStringWidth(java.lang.String s) retourne la largeur de la chaîne en pixels.

double getMin() et double getMax() retournent les plus petite et grande valeurs affichées.

void setMinAndMax(double min, double max) étale les valeurs de pixel dans la largeur du typed'image en cours entre min et max.

void resetMinAndMax() pour les images short et float (16 et 32 bits), recalcule le min et max pourun affichage correct (255 niveaux possibles).

void autoThreshold() seuil automatique.

double getMinThreshold() et double getMaxThreshold() seuils inférieur et supérieur.

void setThreshold(double minThreshold, double maxThreshold, int lutUpdate) 

int[] getHistogram() retourne l'histogramme de l'image. Ce sera un histogramme de luminosité pourles images couleurs et la valeur null pour les 32 bits.

int getHistogramSize() La taille est de 256 pour les images 8 bits ou couleur, MinMax+1 pour les16 bits.

void snapshot() sauvegarde l'état du processor en cours.

java.lang.Object getPixelsCopy() retourne une référence au snapshot, donc au tableau de pixel avantla dernière modification.

void reset() ré­initialise l'image à l'état du snapshot.

void reset(int[] mask) idem sauf pour les pixels qui font partie du masque.

Stacks

java.lang.Object[] getImageArray() renvoie le stack comme un tableau d'ImagePlus.

boolean isHSB() et  boolean isRGB() renvoie true si c'est un stack de 3 images HSB ou RGB. 

2.3.6.Quelques autres méthodes utiles

Erreurs

static void error(java.lang.String msg) affichage d'un message avec « Error ».

static void showMessage(java.lang.String msg)  affichage d'un message.

static void showMessage(java.lang.String title, java.lang.String msg) affichage d'un message donton spécifie le titre de fenêtre.

static boolean showMessageWithCancel(java.lang.String title, java.lang.String msg)  affichage d'unmessage dont on spécifie le titre de fenêtre et qui renvoie false si l'utilisateur clique sur Cancel, truesinon.

static void noImage()  affichage d'un message d'erreur  « no images are open »

static void outOfMemory(java.lang.String name) affichage d'un message d'erreur « out of memory »

static boolean versionLessThan(java.lang.String version) renvoie un message d'erreur et retournefalse si la version d'ImageJ est inférieure à celle spécifiée.

Texte

static void write(java.lang.String s) écrit s dans la fenêtre de résultat.

static void setColumnHeadings(java.lang.String headings) définit les en­têtes de la fenêtre derésultat.

static java.lang.String d2s(double n) convertit un nombre en chaîne, garde 2 chiffres après lavirgule.

static java.lang.String d2s(double n, int precision) convertit un nombre en chaîne, garde«  precision » chiffres après la virgule.

Barre de statut et de progression

static void showStatus(java.lang.String s) écrit dans la barre d 'état.

static void showTime(ImagePlus imp, long start, java.lang.String str) affichage du temps écoulédepuis start et du taux de pixels traité à la seconde.

static void showProgress(double progress) met à jour la valeur de la barre de progression (compris

entre 0.0 et 1.0).

static double getNumber(java.lang.String prompt, double defaultNumber) pour récupérer unnombre auprès du gentil utilisateur.

static java.lang.String getString(java.lang.String prompt, java.lang.String defaultString) pourrécupérer une chaîne auprès du gentil utilisateur.

Appel de commandes

static void doCommand(java.lang.String command) lance une commande dans un thread séparé.

static void run(java.lang.String command) lance une commande. Le programme est bloqué jusqu'àla fin de cette commande.

static java.lang.Object runPlugIn(java.lang.String className, java.lang.String arg) lance unplugin.

static void beep() émission d'un bip.

static boolean altKeyDown() et static boolean spaceBarDown() renvoie true si Alt ou Espace sontenfoncées.

Mise en application

import ij.*;

import ij.plugin.PlugIn;

public class Message_Test implements PlugIn {

public void run(String arg) {

IJ.showStatus("Plugin Message Test started.");

IJ.showProgress(0.0);

IJ.error("I need user input!");

String name = IJ.getString("Please enter your name: ","I.J. User");

IJ.showProgress(0.5);

IJ.write("Starting sample plugin Hello ... ");

IJ.runPlugIn("Hello_","");

IJ.showProgress(1.0);

IJ.showMessage("Finished",name+", thank you for running this plugin");

}

}

Conclusion

En quelques pages, nous avons survolé l'énoooorme API d'ImageJ. Toutes les réponses à vosquestions sont dans la documentation de l'API normalement. Attention, ImageJ évolue très vite :

Version 0.50, 23­Sep­97, Version 0.99, 2­March­99, Version1.01, 25­March­99, Version 1.10, 8­Nov­99,Version 1.20, 20­Dec­2000, Version 1.30v, 3 July 2003, Version 1.31v, 4­Fev­2004,Version 1.32j, 12­Mai­2004. Il sort une révision mineure tous les 8 à 15 jours.

Cela ne remet pas en cause vos anciens plugins en général. Vous devrez peut­être faire quelquesmodifications mineures pour qu'ils continuent à fonctionner.

On imagine qu'ImageJ va maintenant se simplifier, il y aura, à terme, une unification des méthodesd'accès aux images indépendemment de leur type comme avec le package ImageAccess de l'écolepolytechnique de Lausanne par exemple.

Dans tous les cas, l'accès au code source du programme permet d'être sûr d'une chose : ImageJdeviendra ce que NOUS en ferons ...