哎，項目要實現JAVA的圖像二值化。糾結呀，在我影像中java對圖像處理並不怎麼好用，但是沒辦法，成本要控制，只能拿出我們最大的法寶Google。沒想到Google了一下，java集成的圖像處理並沒有我相像的那麼難用，經過不斷地嘗試，項目也成功進入測試階段，現將二值化方面信息拿出來和大家共享，也請大家指正。
一、首先說一下javax.imageio.ImageIO吧。
JDk版本
java version "1.6.0_02"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.6.0_02-b06)
Java HotSpot(TM) Client VM (build 1.6.0_02-b06, mixed mode, sharing)
ImageIO可以處理的圖像類型。
System.out.println(Arrays.asList(ImageIO.getReaderFormatNames()));輸出：[jpg, BMP, bmp, JPG, wbmp, jpeg, png, PNG, JPEG, WBMP, GIF, gif]
看可以看到JDK1.6通過ImageIO可以加載以上類型的圖片。
二、通過BufferedImage來處理圖片。BufferedImage bi=ImageIO.read(new File("D:/Test/binary/test.jpg"));//通過imageio將圖像載入
int h=bi.getHeight();//獲取圖像的高
int w=bi.getWidth();//獲取圖像的寬
int rgb=bi.getRGB(0, 0);//獲取指定座標的ARGB的像素值可以看出通過BufferedImage 就可以輕鬆的獲取圖像的尺寸。
int BufferedImage.getRGB(x,y).獲取到的是ARGB，最前面多了一個透明度。將返回的int轉爲16進制後,0-1透明度，2-3是R，4-5是G，6-7是B。
三、具體二值化的算法。
1、首先獲取每個像素點的灰度值。目前使用簡單的(R+G+B)/3
2、然後選定一個閥值。
3、將一個像素點灰度值和它周圍的8個灰度值相加再除以9，然後和閥值比較。大於閥值的則置爲255，小於則是0
四、廢話少說，具體代碼如下。
package image.binary;
import java.awt.Color;
import java.awt.image.BufferedImage;
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import javax.imageio.ImageIO;
public class BinaryTest {
public static void main(String[] args) throws IOException {
BufferedImage bi=ImageIO.read(new File("D:/Test/binary/test.jpg"));//通過imageio將圖像載入
int h=bi.getHeight();//獲取圖像的高
int w=bi.getWidth();//獲取圖像的寬
int rgb=bi.getRGB(0, 0);//獲取指定座標的ARGB的像素值
int[][] gray=new int[w][h];
for (int x = 0; x < w; x++) {
for (int y = 0; y < h; y++) {
gray[x][y]=getGray(bi.getRGB(x, y));
}
}
BufferedImage nbi=new BufferedImage(w,h,BufferedImage.TYPE_BYTE_BINARY);
int SW=160;
for (int x = 0; x < w; x++) {
for (int y = 0; y < h; y++) {
if(getAverageColor(gray, x, y, w, h)>SW){
int max=new Color(255,255,255).getRGB();
nbi.setRGB(x, y, max);
}else{
int min=new Color(0,0,0).getRGB();
nbi.setRGB(x, y, min);
}
}
}
ImageIO.write(nbi, "jpg", new File("D:/Test/binary/二值化後_無壓縮.jpg"));
}
public static int getGray(int rgb){
String str=Integer.toHexString(rgb);
int r=Integer.parseInt(str.substring(2,4),16);
int g=Integer.parseInt(str.substring(4,6),16);
int b=Integer.parseInt(str.substring(6,8),16);
//or 直接new個color對象
Color c=new Color(rgb);
r=c.getRed();
g=c.getGreen();
b=c.getBlue();
int top=(r+g+b)/3;
return (int)(top);
}
/**
* 自己加周圍8個灰度值再除以9，算出其相對灰度值
* @param gray
* @param x
* @param y
* @param w
* @param h
* @return
*/
public static int getAverageColor(int[][] gray, int x, int y, int w, int h)
{
int rs = gray[x][y]
+ (x == 0 ? 255 : gray[x - 1][y])
+ (x == 0 || y == 0 ? 255 : gray[x - 1][y - 1])
+ (x == 0 || y == h - 1 ? 255 : gray[x - 1][y + 1])
+ (y == 0 ? 255 : gray[x][y - 1])
+ (y == h - 1 ? 255 : gray[x][y + 1])
+ (x == w - 1 ? 255 : gray[x + 1][ y])
+ (x == w - 1 || y == 0 ? 255 : gray[x + 1][y - 1])
+ (x == w - 1 || y == h - 1 ? 255 : gray[x + 1][y + 1]);
return rs / 9;
}
}
相對較簡單，將一個jpg圖片二值化後產生一個無壓縮的jpg文件。
五、壓縮
有些時候是需要將二值化後的圖片進行壓縮的，然後轉成tiff格式的文件，以減少存儲成本。但是jdk1.6的imageIO還沒有加入TIFF格式的圖像處理，那麼可以使用輔助的包了。
1、jai-imageio包。目前發佈的最新版本爲1.1,1.2還在開發中。。
http://download.java.net/media/jai-imageio/builds/release/1_0_01/jai_imageio-1_0_01-windows-i586-jar.zip
2、解壓後就兩個jar包和一個dll。dll丟進PATH中，jar包放入工程，則我們就可以做壓縮咯。
System.out.println(Arrays.asList(ImageIO.getWriterFormatNames()));看看，加入jar後的Imageio：
[raw, tif, jpeg, JFIF, WBMP, jpeg-lossless, jpeg-ls, PNM, JPG, wbmp, PNG, JPEG, jpeg 2000, tiff, BMP, JPEG2000, RAW, JPEG-LOSSLESS, jpeg2000, GIF, TIF, TIFF, bmp, jpg, pnm, png, jfif, JPEG 2000, gif, JPEG-LS]
是不是可以處理的格式更強大了呢。。
3、壓縮的全部代碼。。
package image.binary;
import java.awt.Color;
import java.awt.image.BufferedImage;
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import javax.imageio.IIOImage;
import javax.imageio.ImageIO;
import javax.imageio.ImageWriteParam;
import javax.imageio.ImageWriter;
import javax.imageio.stream.ImageOutputStream;
import com.sun.media.imageioimpl.plugins.tiff.TIFFImageWriterSpi;
public class BinaryTest {
public static void main(String[] args) throws IOException {
BufferedImage bi=ImageIO.read(new File("D:/Test/binary/test.jpg"));//通過imageio將圖像載入
int h=bi.getHeight();//獲取圖像的高
int w=bi.getWidth();//獲取圖像的寬
int[][] gray=new int[w][h];
for (int x = 0; x < w; x++) {
for (int y = 0; y < h; y++) {
gray[x][y]=getGray(bi.getRGB(x, y));
}
}
BufferedImage nbi=new BufferedImage(w,h,BufferedImage.TYPE_BYTE_BINARY);
int SW=160;
for (int x = 0; x < w; x++) {
for (int y = 0; y < h; y++) {
if(getAverageColor(gray, x, y, w, h)>SW){
int max=new Color(255,255,255).getRGB();
nbi.setRGB(x, y, max);
}else{
int min=new Color(0,0,0).getRGB();
nbi.setRGB(x, y, min);
}
}
}
TIFFImageWriterSpi tiffws=new TIFFImageWriterSpi();
ImageWriter writer=tiffws.createWriterInstance();
ImageWriteParam param=writer.getDefaultWriteParam();
param.setCompressionMode(ImageWriteParam.MODE_EXPLICIT);
param.setCompressionType("CCITT T.6");
param.setCompressionQuality(0.8f);
File outFile=new File("D:/Test/binary/二值化後_有壓縮.tiff");
ImageOutputStream ios=ImageIO.createImageOutputStream(outFile);
writer.setOutput(ios);
writer.write(null,new IIOImage(nbi, null, null), param);
}
public static int getGray(int rgb){
String str=Integer.toHexString(rgb);
int r=Integer.parseInt(str.substring(2,4),16);
int g=Integer.parseInt(str.substring(4,6),16);
int b=Integer.parseInt(str.substring(6,8),16);
//or 直接new個color對象
Color c=new Color(rgb);
r=c.getRed();
g=c.getGreen();
b=c.getBlue();
int top=(r+g+b)/3;
return (int)(top);
}
/**
* 自己加周圍8個灰度值再除以9，算出其相對灰度值
* @param gray
* @param x
* @param y
* @param w
* @param h
* @return
*/
public static int getAverageColor(int[][] gray, int x, int y, int w, int h)
{
int rs = gray[x][y]
+ (x == 0 ? 255 : gray[x - 1][y])
+ (x == 0 || y == 0 ? 255 : gray[x - 1][y - 1])
+ (x == 0 || y == h - 1 ? 255 : gray[x - 1][y + 1])
+ (y == 0 ? 255 : gray[x][y - 1])
+ (y == h - 1 ? 255 : gray[x][y + 1])
+ (x == w - 1 ? 255 : gray[x + 1][ y])
+ (x == w - 1 || y == 0 ? 255 : gray[x + 1][y - 1])
+ (x == w - 1 || y == h - 1 ? 255 : gray[x + 1][y + 1]);
return rs / 9;
}
}
六、總結。。
1、效率問題還可以滿足我們項目的要求，但是如果有同學想這樣用的話一定要實際測試一下效率哦。
2、以及處理的圖片效果。附件1.1版本的jai。