TP-traitement-audio-visuel/TP5/exercice_2.m

clear;
close all;
taille_ecran = get(0, 'ScreenSize');
L = taille_ecran(3);
H = taille_ecran(4);

delete("saves/exercice2.gif");

% Paramètres :
N = 0; % Nombre de disques d'une configuration
R = 10; % Rayon des disques
nb_points_affichage_disque = 30;
increment_angulaire = 2 * pi / nb_points_affichage_disque;
theta = 0:increment_angulaire:2 * pi;
rose = [253 108 158] / 255;
q_max = 1000;
nb_affichages = 20;
pas_entre_affichages = floor(q_max / nb_affichages);
temps_pause = 0.0005;
lambda0 = 100;
S = 130;
gamma = 5;
beta = 1;
T0 = 0.1;
alpha = 0.99;
liste_u = 0;
liste_N = 0;

% Lecture et affichage de l'image :
I = imread('colonie.png');
I = rgb2gray(I);
I = double(I);
I = I(1:400, 100:450);
[nb_lignes, nb_colonnes] = size(I);
poog = figure('Name', ['Detection de ' num2str(N) ' flamants roses'], 'Position', [0.25 * L, 0, 0.75 * L, 0.5 * H]);

c = zeros(N, 2);
I_moyen = zeros(N, 1);
liste_q = 0;
I_moyen_config = mean(I_moyen);
liste_I_moyen_config = I_moyen_config;

% Affichage de la configuration initiale :
subplot(2, 2, 1);
imagesc(I);
axis image;
axis off;
colormap gray;
hold on;

for i = 1:N
    x_affich = c(i, 1) + R * cos(theta);
    y_affich = c(i, 2) + R * sin(theta);
    indices = find(x_affich > 0 & x_affich < nb_colonnes & y_affich > 0 & y_affich < nb_lignes);
    plot(x_affich(indices), y_affich(indices), 'Color', rose, 'LineWidth', 3);
end

pause(temps_pause);

% Courbe d'évolution du niveau de gris moyen :
subplot(2, 2, 2);
plot(liste_q, liste_I_moyen_config, '.', 'Color', rose);
axis([0 q_max 0 255]);
xlabel('Nombre d''iterations');
ylabel('Niveau de gris moyen');

T = T0;
lambda = lambda0;

pause

% Recherche de la configuration optimale :
for q = 1:q_max

    % Tirage aléatoire des nouveaux disques et calcul des niveaux de gris moyen :
    new_n = poissrnd(lambda);
    c_alea = [nb_colonnes * rand(new_n, 1) nb_lignes * rand(new_n, 1)];
    I_alea = zeros(new_n, 1);

    for i = 1:new_n
        I_alea(i) = calcul_I_moyen(I, c_alea(i, :), R);
    end

    c_old = c;
    N = N + new_n;
    c = [c; c_alea];
    I_moyen = [I_moyen; I_alea];

    % Calcul de l'énergie et trie
    energie = 1 - 2 ./ (1 + exp(- gamma * (I_moyen / S - 1)));
    [energie, indexs] = sort(energie, "descend");
    c = c(indexs, :);
    I_moyen = I_moyen(indexs);

    % dégager les overlapp
    a_suppr = [];

    for i = 1:N

        for j = i + 1:N

            if norm((c(i, :) - c(j, :))) <= sqrt(2) * R
                a_suppr = [a_suppr i];
                break
            end

        end

    end

    c(a_suppr, :) = [];
    I_moyen(a_suppr) = [];
    N = size(c, 1);

    % random death
    U_total = U(c, I_moyen, beta, gamma, S, R);
    probas = zeros(N, 1);

    for i = 1:N
        set_diff = setdiff(1:N, i);
        U_sans_i = U(c(set_diff, :), I_moyen(set_diff), beta, gamma, S, R);
        probas(i) = lambda / (lambda + exp((U_sans_i - U_total) / T));
    end

    a_suppr = rand(length(probas), 1) < probas;
    c(a_suppr, :) = [];
    I_moyen(a_suppr) = [];
    N = size(c, 1);

    %     if size(c_old, 1) == size(c, 1) && all(all(c_old == c))
    %         break
    %     end

    % mises à jour :
    T = alpha * T;
    lambda = alpha * lambda;

    hold off;
    subplot(2, 2, 1);
    imagesc(I);
    axis image;
    axis off;
    colormap gray;
    hold on;

    for j = 1:N
        x_affich = c(j, 1) + R * cos(theta);
        y_affich = c(j, 2) + R * sin(theta);
        indices = find(x_affich > 0 & x_affich < nb_colonnes & y_affich > 0 & y_affich < nb_lignes);
        plot(x_affich(indices), y_affich(indices), 'Color', rose, 'LineWidth', 3);
    end

    pause(temps_pause);

    % évolution des courbes
    if rem(q, pas_entre_affichages) == 0
        liste_q = [liste_q q];
        I_moyen_config = mean(I_moyen);
        liste_I_moyen_config = [liste_I_moyen_config I_moyen_config];
        subplot(2, 2, 2);
        plot(liste_q, liste_I_moyen_config, '.-', 'Color', rose, 'LineWidth', 3);
        axis([0 q_max 0 255]);
        xlabel('Nombre d''iterations');
        ylabel('Niveau de gris moyen');

        boop = U(c, I_moyen, beta, gamma, S, R);
        liste_u = [liste_u boop];
        subplot(2, 2, 3);
        plot(liste_q, liste_u, '.-', 'Color', rose, 'LineWidth', 3);
        xlim([0, q_max]);
        xlabel('Nombre d''iterations');
        ylabel('Énergie');

        liste_N = [liste_N N];
        subplot(2, 2, 4);
        plot(liste_q, liste_N, '.-', 'Color', rose, 'LineWidth', 3);
        xlim([0, q_max]);
        xlabel('Nombre d''iterations');
        ylabel('Nombre de flammants roses');
        export_fig(poog, "saves/exercice2.gif", '-png', '-painters', '-m2', '-append');
    end

end