Les bases de Piximètre

Piximètre est un logiciel de métrologie à usage général. Son domaine est celui de la mesure des dimensions spatiales (longueur, largeur et hauteur ou épaisseur) d'objets quelconques. Il utilise les lois de la statistique et des probabilités pour calculer les caractéristiques d'une population entière à partir d'un échantillon.

Ses fonctionnalités sont les suivantes :

  1. Collecter des séries de mesures (échantillons) représentant les dimensions de divers objets,
  2. Exprimer au plus juste la formule dimensionnelle qui traduit les caractéristiques de la population entière,
  3. Visualiser et comparer entre-elles plusieurs séries de mesures,
  4. Construire et exporter des images enrichies des mesures effectuées, d'une échelle de longueur, etc.,
  5. Extraire sous forme d'images, des séquences d'objets ordonnées suivant divers critères,
  6. Mémoriser les mesures effectuées et les choix de l'utilisateur.

Piximètre offre deux modes de fonctionnement distincts pour collecter les séries de mesures :

  1. Dans le "mode Numérique" l'utilisateur introduit manuellement les valeurs numériques des mesures qu'il a effectuées préalablement sur les objets. Elles sont exprimées dans l'unité de l'appareil de mesure utilisé (par exemple les divisions d'une règle graduée). Ces mesures sont converties dans l'unité de longueur par Piximètre, en fonction d'un coefficient fourni par l'utilisateur (typiquement, la valeur de chaque division de la règle). Ce mode constitue en quelque sorte une "super calculette". Bien sûr les fonctionnalités liées aux images (points 4 et 5 ci-dessus) ne sont pas disponibles,

  2. Dans le "mode Graphique" l'utilisateur travaille sur des images numériques qui représentent les objets à mesurer. A l'aide de la souris, il trace directement dessus des axes qui correspondent à la longueur et à la largeur ou à l'épaisseur de ces objets. Les mesures de ces axes sont converties en unité de longueur grâce à un étalonnage préalable. C'est le mode de fonctionnement par excellence ; toutes les fonctionnalités sont disponibles ici.

Quelque soit le mode de fonctionnement choisi, l'utilisateur a la possibilité de :

L'automatisation de Piximètre est poussée, qui optimise les taches répétitives. En particulier tous les paramètres, comme les coefficients de conversion numérique, les étalons de longueur, les caractéristiques de zoom des appareils photo utilisés pour la prise de vue, la taille et la position de chaque fenêtre, etc., sont à mémoire. Piximètre se rouvre la prochaine fois dans l'état où il a été fermé.

Toutes ces caractéristiques et autres opérations sont détaillées dans la suite. Pour le moment voyons la présentation du logiciel.

Lorsque vous démarrez Piximètre pour la première fois il s'ouvre en "mode Graphique", qui comporte deux fenêtres, comme le montre la figure ci-contre.

La plus petite, qui est placée au-dessus, est la fenêtre principale, encore appelée "Calculateur". Elle contient trois onglets :

  • Formulateur,
  • Comparateur,
  • Paramètres.

La seconde fenêtre, la plus grande, placée au-dessous, n'est présente qu'en "mode Graphique".

Elle permet de travailler avec les images représentant les objets et d'effectuer toutes les opérations relatives à leur mesure.

Les données traitées par cette fenêtre sont automatiquement transmises au Calculateur. Son utilisation est décrite précisément ici.

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Vue initiale de Piximètre.
 

Fenêtre principale en mode "Graphique".

Sur le Formulateur, qui est sélectionné au départ, on distingue en premier lieu la grille de saisie avec ses deux colonnes : Axe X et Axe Y. Elle est destinée à recevoir les couples de mesures (longueur, largeur).

Ces mesures proviennent soit de tracés réalisés sur les images, soit de fichiers glissées-déposés sur la grille, soit encore d'entrées manuelles directement dans les cellules de la grille.

La formule dimensionnelle calculée apparaît au dessous ("0 x 0" lorsque la grille est vide). Elle se forme automatiquement, pas à pas, en fonction de l'introduction des données dans la grille.

Cette formule dimensionnelle peut prendre deux formes : classique ou statistique qui sont explicitées ici.

Le bouton Effacer réinitialise la grille de saisie et la formule. Le bouton Enregistrer permet de sauvegarder le contenu de la grille et la formule dimensionnelle dans un fichier texte alors que le bouton Copier les place dans le presse-papiers pour permettre de les coller ensuite dans un document personnel de l'utilisateur.

Le pictogramme donne accès au didacticiel contextuel de Piximètre.

Le voyant HDi donne accès aux histogrammes des mesures. Une pression de souris sur HDi permet alternativement de les afficher ou de les masquer. Les histogrammes sont explicités ici.

 

Changer le mode de fonctionnement

Le choix du mode de fonctionnement s'effectue sur l'onglet "Paramètres" comme le montre la figure ci-contre.

Le passage en mode "Numérique" ferme la fenêtre de mesures sur images, active la sélection de l'un des coefficients de conversion et, sur l'onglet "Paramètres", permet leur (re)définition par le bouton "Conversions numériques".

Voici, ci-dessous, la fenêtre du Calculateur en mode "Numérique".


Piximètre en mode "Numérique".

Onglet "Paramètres" du mode "Numérique".




Vous remarquerez ci-contre l'apparition du choix d'une Conversion d'unité dans le Formulateur en mode "Numérique".

Trois conversions ont été définies (voir ci-dessous).

Dans le mode "Numérique" les mesures sont entrées manuellement dans la grille de saisie et sont exprimées dans l'unité de l'instrument de mesure utilisé (par exemple divisions d'un micromètre oculaire). Chacune des trois conversions paramétrables correspond à un choix de transformation de cette unité en unité de longueur. Cette conversion est effectuée automatiquement par Piximètre pour établir et exprimer la formule dimensionnelle.

Par opposition à ce mode de fonctionnement, dans le mode "Graphique", les mesures sont exprimées directement en unité de longueur grâce à un étalonnage préalable (voir "mesures sur images"). La notion de conversion d'unité telle que présentée ici n'a pas lieu d'être.

Définir les conversions d'unité en mode "Numérique"

Le bouton "Conversions numériques" de l'onglet Paramètres permet de définir les noms et les valeurs de trois conversions au plus lorsque le mode "Numérique" est sélectionné, comme le montre la figure ci-dessous.

Définition d'une conversion.

Sur la fenêtre intermédiaire intitulée "Paramètres du convertisseur d'unités" , le bouton à droite de chacun des trois coefficients permet de définir (ou redéfinir) leurs paramètres.

Dans cet exemple, le coefficient 1 a été défini avec le nom "Olympus x100" et la valeur de 0,756 microns par division.

Le coefficient 2 est en cours de définition avec pour nom "Wild x50" et pour valeur 1,414 microns par division.

Autre exemple : si la mesure de dimensions de spores de champignon était effectuée avec un objectif x 100 où chaque division du micromètre oculaire vaut 0,8 microns et celle des cystides avec un objectif x 60 où chaque division vaut 1,2 microns, l'utilisateur définirait alors deux coefficients de conversions nommés x100 et x60, et leur affecterait respectivement les valeurs 0,8 et 1,2.

Actuellement le convertisseur numérique ne permet pas de définir une unité de longueur pour les coefficients, correspondant aux mesures réalisées.

Choisir un mode de fonctionnement

Le mode Graphique offre le "confort" du travail à l'écran de l'ordinateur pour effectuer les mesures sur les objets. Il assure en outre la mémoire graphique et numérique de toutes les mesures effectuées sur chacune des images traitées. C'est le mode de fonctionnement privilégié de Piximètre.

Les fonctionnalités du mode Graphique sont décrites ici.

Vous pouvez aussi consulter en ligne ce petit tutoriel de Jacques Gane. Il est établi sur une version antérieure de Piximètre mais il est toujours valide (il faut avoir une connexion Internet ouverte).

Recommandations pour le mode graphique:

Ne pas compresser les images issues de l'appareil photo afin de conserver les métadonnées qu'elles contiennent. Piximètre peut travailler sur des images de très grandes dimensions sans aucune difficulté.

Commencer par effectuer quelques essais initiaux pour prendre en mains le logiciel.

En fonction de votre équipement d'acquisition des images :

  1. Si vous utilisez un appareil photo muni d'un objectif à focale variable il sera nécessaire d'initialiser l'autofocus de Piximètre afin de compenser automatiquement le grossissement des images dû aux changements de focale. Vous pourrez ainsi réaliser des mesures sans changer d'étalon, quelque soit la focale utilisée.

    Commencer alors par initialiser l'autofocus automatique de Piximètre correspondant à l'appareil photo utilisé et son objectif (si vous en utilisez plusieurs vous devez initialiser l'autofocus pour chacun d'eux - Piximètre peut en gérer un nombre quelconque), ce qui vous permettra d'utiliser indifféremment toute focale à la prise de vue, sans aucun souci d'étalonnage de l'outil de mesure.  Voir le fonctionnement de l'autofocus.

  2. Si vous utiliser une caméra ou un appareil photo sans objectif ou avec un objectif fixe, le grossissement d'image est constant ; l'autofocus n'est pas utilisé.

 Dans les deux cas vous devez définir au moins un étalon permanent (générique), c'est à dire applicable sur toutes les images nouvelles qui seront ouvertes par Piximètre (lequel en comporte un par défaut, qui mesure en pixels, mais qui ne correspondra généralement pas à vos besoins). Les étalons assurent la conversion des pixels que vous mesurez sur l'écran en traçant les axes sur les images, en dimensions réelles et leur unité. Voir le processus simple d'étalonnage.

Vous n'aurez plus, par la suite, a effectuer aucun réglage de Piximètre, celui-ci conserve toutes les informations d'une activation à l'autre et se calibre automatiquement en fonction de la source d'images utilisée.

Vous pouvez maintenant travailler en routine.

Note :
Le mode graphique permet également de travailler sur des images fortement compressées, c'est à dire ne contenant pas de métadonnées, par exemple issues de caméras vidéo. Voyez à ce sujet le fonctionnement du mode Graphique, ici.

Le mode Numérique donne les mêmes résultats numériques et graphiques que son homologue graphique. Il permet de travailler hors photos, avec les mesures fournies par un instrument de mesure externe tel, par exemple, un microscope ou un télescope. Ce mode de fonctionnement s'apparente à une calculette évoluée.

Après avoir défini au moins une conversion d'unité comme il vient d'être indiqué plus haut et l'avoir sélectionnée dans le Formulateur, il suffit d'entrer manuellement les données (lues par exemple à l'oculaire du microscope ou d'un télescope) dans la grille de saisie. Piximètre effectue la conversion d'unité et la formule dimensionnelle, calculée sur la base de ces données, s'affiche sous la grille de saisie.

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Fichier de mesures en mode numérique.

Il est également possible d'entrer les mesures par un simple glissé-déposé d'un fichier texte qui les contient. Par exemple celui qui est construit via le bouton "Enregistrer".

La figure de gauche montre le contenu du fichier de mesures ainsi enregistré.

Il est important de remarquer que les valeurs enregistrées sont les mesures réelles, c'est à dire les mesures brutes saisies par l'utilisateur affectées du coefficient de conversion d'unité choisi (ici Wild x50).

Ceci permet d'utiliser ce fichier également en mode Graphique. Les deux modes de fonctionnement sont ainsi homogènes.

Piximètre n'enregistre pas ce coefficient de conversion. Lors d'un glissé-déposé du fichier sur la grille du Formulateur, l'utilisateur devra être attentif à sélectionner ce même coefficient. Faute de quoi les mesures seront erronées.


Les deux modes de fonctionnement permettent de :

Toutes ces opérations sont décrites ici. Voyez également les possibilités de mixage de données ici.