本节书摘来自华章计算机《Java数字图像处理:编程技巧与应用实践》一书中的第2章,第2.2节,作者 贾志刚,更多章节内容可以访问云栖社区“华章计算机”公众号查看。
2.2 Java BufferedImageOp API
本节将介绍Java中最常用的操作图像像素的API接口BufferedImageOp,通过它,可以实现图像像素的调整,呈现出不同的图像显示效果,并且可编辑图像内容等。
2.2.1 Java BufferedImageOp 接口介绍
当前BufferedImageOp接口中最重要的方法是filter()方法,这是所有实现类必须完成的。目前BufferedImageOp有下面五个实现类。
- AffineTransformOp :主要操作是提供各种旋转、错切、放缩功能。
- ColorConvertOp :主要操作是提供像素灰度功能。
- ConvolveOP: 主要用来实现图像卷积操作,可以实现模糊、边缘提取等效果。
- LookupOp :主要用来实现图像像素颜色的各种变换、反色等操作。
- RescaleOp: 主要用来实现图像对比度与亮度的调整操作。
对应的类关系图如图2-2所示。
2.2.2 BufferedImage对象像素的读写方法
首先来看看如何读取一个像素的RGB值。读取一个像素点的RGB值的代码如下:
index = row * width + col;
ta = (pixels[index] >> 24) & 0xff;
tr = (pixels[index] >> 16) & 0xff;
tg = (pixels[index] >> 8) & 0xff;
tb = pixels[index] & 0xff;
其中index表示该像素点位置,row表示纵坐标位置,col表示横坐标位置。图像左上角的像素点对应位置坐标为(0,0),右下角的位置坐标为(height-1, width-1),这里的height又表示图像的高度,width表示图像的宽度。
设置一个像素点的RGB值的代码如下:
index = row * width + col;
pixels[index] = (ta << 24) |
(tr << 16) | (tg << 8) | tb;
其中ta表示透明度的值、tr表示RED通道值、tg表示GREEN通道值、tb表示BLUE通道值,它们的取值范围为[0~255]。
当创建的BufferedImage对象为ARGB类型,使用ImageIO保存为JPG格式时,你可能会发现图像与在Swing UI中显示的不一样,色差很大,原因在于ARGB类型与JPG格式不是很兼容,选择ARGB时最好保存为PNG格式,而RGB格式保存为JPG格式。
2.2.3 常见问题举例
当笔者初次接触Java Image API时,在学习过程中遇到了各种各样的问题。下面整理总结一下初学者经常遇到的问题。
1)图像格式支持。很多人会用Java Image API来读取tiff文件,可惜这种格式并不被支持,在JDK6中,Java ImageIO类只支持几种常见的图像格式(PNG、JPG、GIF、BMP),其他均不支持。
2)透明通道的支持与文件保存。如果BufferedImage对象为ARGB格式,说明支持透明通道,最佳的保存格式为PNG格式,否则会造成图像信息丢失,保存失真。
3)加载图像资源文件。很多人不知道如何加载图像资源文件,笔者最喜欢的做法是把要使用的图像文件与Class文件放在同一个package中,然后通过如下代码加载:
java.net.URL imageURL = this.getClass().
getResource("lena.jpg");
BufferedImage bi = ImageIO.read(imageURL);
4)处理结果显示的像素里有大片的白点或黑白斑点,最可能的原因在于你的RGB像素值取值范围超过了[0~255],请仔细检查。
5)如何在BufferedImage对象上绘制各种几何形状与文字等信息?使用如下代码即可:
Graphics2D g2 = image.createGraphics(); // 获取绘制引擎
g2.draw(...); //绘制几何形状Shape
6)如何获取图像的位深度?通常位深度(bit depth)与图像存储像素字节位数有关系。
深度为16位通常的存储格式为RGB,前两个通道red与green各占5位,最后一个blue通道占6位,总计16位两个字节,深度为24位通常的存储格式为RGB,分别占8位,总计三个字节,深度为32位通常包含透明通道,且为ARGB格式,每个通道占1个字节,总共32位,4个字节。