Laksanakan operasi asas pemprosesan imej menggunakan Java

Dengan perkembangan teknologi digital, teknologi pemprosesan imej semakin mendapat perhatian. Dalam pemprosesan imej, bahasa Java popular kerana kesederhanaan, kemudahan pembelajaran dan ciri merentas platform. Artikel ini akan memperkenalkan operasi asas pemprosesan imej di Jawa.

1. Membaca dan memaparkan imej

Dalam Java, imej boleh dibaca dan dimuatkan menggunakan kelas javax.imageio.ImageIO. ImageIO menyediakan kaedah statik read(), yang boleh membaca imej yang disimpan dalam fail, URL atau aliran input dan menukarnya kepada objek Java BufferedImage.

Berikut ialah contoh kod untuk membaca dan memaparkan imej:

import java.awt.image.BufferedImage;
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import javax.imageio.ImageIO;

public class ImageIOExample {

  public static void main(String[] args) throws IOException {
    // 读取图像
    File file = new File("image.jpg");
    BufferedImage image = ImageIO.read(file);
    // 显示图像
    ImageViewer viewer = new ImageViewer(image);
    viewer.show();
  }

}

Antaranya, ImageViewer ialah kelas pemapar imej tersuai yang boleh memaparkan objek BufferedImage dalam tetingkap. Saya tidak akan pergi ke butiran di sini, pembaca boleh melaksanakannya sendiri.

2. Penskalaan imej

Penskalaan imej ialah salah satu operasi paling asas dalam pemprosesan imej. Java menyediakan kelas AffineTransform untuk melaksanakan penskalaan imej. Apabila penskalaan, anda perlu menentukan faktor penskalaan, iaitu nisbah penskalaan dalam arah mendatar dan menegak.

Berikut ialah contoh kod untuk penskalaan imej:

import java.awt.Graphics2D;
import java.awt.geom.AffineTransform;
import java.awt.image.BufferedImage;
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import javax.imageio.ImageIO;

public class ImageScalingExample {

  public static void main(String[] args) throws IOException {
    // 读取图像
    File file = new File("image.jpg");
    BufferedImage image = ImageIO.read(file);
    // 缩放图像
    int width = image.getWidth() / 2;
    int height = image.getHeight() / 2;
    BufferedImage scaledImage = new BufferedImage(width, height, BufferedImage.TYPE_INT_RGB);
    Graphics2D g2d = scaledImage.createGraphics();
    AffineTransform transform = AffineTransform.getScaleInstance(0.5, 0.5);
    g2d.drawRenderedImage(image, transform);
    g2d.dispose();
    // 显示图像
    ImageViewer viewer = new ImageViewer(scaledImage);
    viewer.show();
  }

}

Dalam kod di atas, cipta objek BufferedImage dan tentukan lebar dan tingginya, kemudian lukis imej berskala melalui drawRenderedImage() kaedah imej objek Graphics2D. Kaedah getScaleInstance() kelas AffineTransform mengembalikan objek AffineTransform yang melaksanakan faktor penskalaan mendatar dan menegak yang ditentukan.

3 Putaran imej

Kelas AffineTransform juga boleh digunakan untuk memutar imej dalam Java. Apabila berputar, anda perlu menentukan sudut putaran dan titik pusat putaran.

Berikut ialah contoh kod untuk putaran imej:

import java.awt.Graphics2D;
import java.awt.geom.AffineTransform;
import java.awt.image.BufferedImage;
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import javax.imageio.ImageIO;

public class ImageRotationExample {

  public static void main(String[] args) throws IOException {
    // 读取图像
    File file = new File("image.jpg");
    BufferedImage image = ImageIO.read(file);
    // 旋转图像
    int width = image.getWidth();
    int height = image.getHeight();
    BufferedImage rotatedImage = new BufferedImage(height, width, BufferedImage.TYPE_INT_RGB);
    Graphics2D g2d = rotatedImage.createGraphics();
    AffineTransform transform = new AffineTransform();
    transform.translate(height / 2, width / 2);
    transform.rotate(Math.toRadians(90));
    transform.translate(-width / 2, -height / 2);
    g2d.drawRenderedImage(image, transform);
    g2d.dispose();
    // 显示图像
    ImageViewer viewer = new ImageViewer(rotatedImage);
    viewer.show();
  }

}

Dalam kod di atas, cipta objek BufferedImage dan tentukan lebar dan tingginya, kemudian lukis imej yang diputar melalui drawRenderedImage() kaedah imej objek Graphics2D. Kaedah translate() dan rotate() kelas AffineTransform melaksanakan operasi putaran Kaedah translate() digunakan untuk menterjemah titik tengah imej, dan kaedah rotate() digunakan untuk memutarkan imej.

4. Skala kelabu imej

Skala kelabu imej ialah operasi menukar imej berwarna kepada imej skala kelabu. Formula berikut boleh digunakan untuk menskala kelabu imej dalam Java:

kelabu = 0.299 merah + 0.587 hijau + 0.114 * biru

Berikut ialah kod sampel untuk skala kelabu imej :

import java.awt.Graphics2D;
import java.awt.image.BufferedImage;
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import javax.imageio.ImageIO;

public class ImageGrayscaleExample {

  public static void main(String[] args) throws IOException {
    // 读取图像
    File file = new File("image.jpg");
    BufferedImage image = ImageIO.read(file);
    // 灰度化图像
    int width = image.getWidth();
    int height = image.getHeight();
    BufferedImage grayscaleImage = new BufferedImage(width, height, BufferedImage.TYPE_BYTE_GRAY);
    Graphics2D g2d = grayscaleImage.createGraphics();
    g2d.drawImage(image, 0, 0, null);
    g2d.dispose();
    // 显示图像
    ImageViewer viewer = new ImageViewer(grayscaleImage);
    viewer.show();
  }

}

Dalam kod di atas, cipta objek BufferedImage dan tentukan jenisnya sebagai TYPE_BYTE_GRAY, dan kemudian tukar imej warna kepada imej skala kelabu melalui kaedah drawImage() objek Graphics2D.

5. Penduaan imej

Penduaan imej ialah operasi menukar imej skala kelabu kepada imej hitam dan putih. Di Jawa, imej boleh diduakan melalui formula berikut:

jika (kelabu > ambang) {
binari = 255;
} else {
binari = 0;
}

Berikut ialah contoh kod untuk perduaan imej:

import java.awt.Graphics2D;
import java.awt.image.BufferedImage;
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import javax.imageio.ImageIO;

public class ImageBinarizationExample {

  public static void main(String[] args) throws IOException {
    // 读取图像
    File file = new File("image.jpg");
    BufferedImage image = ImageIO.read(file);
    // 灰度化图像
    int width = image.getWidth();
    int height = image.getHeight();
    BufferedImage grayscaleImage = new BufferedImage(width, height, BufferedImage.TYPE_BYTE_GRAY);
    Graphics2D g2d = grayscaleImage.createGraphics();
    g2d.drawImage(image, 0, 0, null);
    g2d.dispose();
    // 二值化图像
    int threshold = 128;
    BufferedImage binaryImage = new BufferedImage(width, height, BufferedImage.TYPE_BYTE_BINARY);
    for (int y = 0; y < height; y++) {
      for (int x = 0; x < width; x++) {
        int gray = grayscaleImage.getRGB(x, y) & 0xFF;
        int binary = 0;
        if (gray > threshold) {
          binary = 255;
        }
        binaryImage.setRGB(x, y, binary);
      }
    }
    // 显示图像
    ImageViewer viewer = new ImageViewer(binaryImage);
    viewer.show();
  }

}

Dalam kod di atas, mula-mula tukar imej warna kepada imej skala kelabu, dan kemudian tukar imej skala kelabu kepada imej hitam dan putih dengan menetapkan ambang. Dalam gelung, anda boleh menggunakan kaedah getRGB() untuk mendapatkan nilai skala kelabu bagi setiap piksel, dan gunakan kaedah setRGB() untuk menetapkan piksel imej binari kepada 0 atau 255.

6. Penapisan imej

Penapisan imej dicapai dengan membelitkan imej. Di Java, kelas Kernel digunakan untuk mencipta kernel convolution, dan kelas ConvolveOp digunakan untuk menggunakan kernel convolution pada imej.

Berikut ialah contoh kod untuk penapisan imej:

import java.awt.Graphics2D;
import java.awt.image.BufferedImage;
import java.awt.image.ConvolveOp;
import java.awt.image.Kernel;
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import javax.imageio.ImageIO;

public class ImageFilteringExample {

  public static void main(String[] args) throws IOException {
    // 读取图像
    File file = new File("image.jpg");
    BufferedImage image = ImageIO.read(file);
    // 定义卷积核
    float[] kernelData = {-1, -1, -1, -1, 9, -1, -1, -1, -1};
    Kernel kernel = new Kernel(3, 3, kernelData);
    // 滤波图像
    int width = image.getWidth();
    int height = image.getHeight();
    BufferedImage filteredImage = new BufferedImage(width, height, BufferedImage.TYPE_INT_RGB);
    Graphics2D g2d = filteredImage.createGraphics();
    ConvolveOp op = new ConvolveOp(kernel);
    op.filter(image, filteredImage);
    g2d.drawImage(filteredImage, 0, 0, null);
    g2d.dispose();
    // 显示图像
    ImageViewer viewer = new ImageViewer(filteredImage);
    viewer.show();
  }

}

Dalam kod di atas, mula-mula buat objek Kernel dan tetapkan datanya kepada [-1, -1, -1, -1 , 9, -1, -1, -1, -1], mewakili kernel lilitan 3x3. Kernel konvolusi kemudian digunakan pada imej menggunakan kelas ConvolveOp. Semasa proses penapisan, anda boleh menggunakan kaedah setRGB() untuk menulis data piksel berbelit ke dalam imej yang ditapis.

Ringkasan

Artikel ini memperkenalkan operasi asas pemprosesan imej di Jawa, termasuk membaca dan memaparkan imej, penskalaan imej, putaran imej, skala kelabu imej, penduaan imej dan penapisan imej . Java menyediakan pelbagai kelas pemprosesan imej dan kaedah yang boleh melaksanakan pelbagai operasi pemprosesan imej dengan mudah. Pembaca boleh mempelajari lebih lanjut teknologi pemprosesan imej mengikut keperluan mereka sendiri dan melaksanakan fungsi yang lebih kaya dalam aplikasi praktikal.

Atas ialah kandungan terperinci Laksanakan operasi asas pemprosesan imej menggunakan Java. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!