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图像分析------直方图分析

2015-07-24 2545

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简介： 直方图介绍</p

直方图介绍

强度直方图图形化显示不同的像素值在不同的强度值上的出现频率，对于灰度图像来说强度

范围为[0~255]之间，对于RGB的彩色图像可以独立显示三种颜色的强度直方图。强度直方

图是用来寻找灰度图像二值化阈值常用而且是有效的手段之一，如果一幅灰度图像的直方图

显示为两个波峰，则二值化阈值应该是这两个波峰之间的某个灰度值。同时强度直方图是调

整图像对比度的重要依据

直方图实现方法：

对一幅灰度图像从上到下，从左到右扫描每个像素值，在每个灰度值上计算像素数目，以这

些数据为基础完成图像直方图的绘制。

运行效果如下：

程序实现：

1. 首先对一幅RGB图像完成灰度转换，转换代码如下：

2. 初始化直方图数据数组int[256] 因为灰度值的范围为0～255

3. 扫描灰度图像，完成强度数据计算。

4. 使用Java 2D绘制直方图

直方图实现源代码：

[java]view plaincopy
package com.gloomyfish.image.analysis;  
  
import java.awt.Color;  
import java.awt.Graphics2D;  
import java.awt.image.BufferedImage;  
  
public class HistogramAnalysisAlg {  
    private BufferedImage srcImage;  
    private BufferedImage histogramImage;  
    private int size = 280;  
      
    public HistogramAnalysisAlg(BufferedImage srcImage){  
        histogramImage = new BufferedImage(size,size, BufferedImage.TYPE_4BYTE_ABGR);  
        this.srcImage = srcImage;  
    }  
      
    public BufferedImage getHistogram() {  
        int[] inPixels = new int[srcImage.getWidth()*srcImage.getHeight()];  
        int[] intensity = new int[256];  
        for(int i=0; i<intensity.length; i++) {  
            intensity[i] = 0;  
        }  
        getRGB( srcImage, 0, 0, srcImage.getWidth(), srcImage.getHeight(), inPixels );  
        int index = 0;  
        for(int row=0; row<srcImage.getHeight(); row++) {  
            int ta = 0, tr = 0, tg = 0, tb = 0;  
            for(int col=0; col<srcImage.getWidth(); col++) {  
                index = row * srcImage.getWidth() + col;  
                ta = (inPixels[index] >> 24) & 0xff;  
                tr = (inPixels[index] >> 16) & 0xff;  
                tg = (inPixels[index] >> 8) & 0xff;  
                tb = inPixels[index] & 0xff;  
                int gray = (int)(0.299 * (double)tr + 0.587 * (double)tg + 0.114 * (double)tb);  
                intensity[gray]++;  
            }  
        }  
          
        // draw XY Axis lines  
        Graphics2D g2d = histogramImage.createGraphics();  
        g2d.setPaint(Color.BLACK);  
        g2d.fillRect(0, 0, size, size);  
        g2d.setPaint(Color.WHITE);  
        g2d.drawLine(5, 250, 265, 250);  
        g2d.drawLine(5, 250, 5, 5);  
          
        // scale to 200  
        g2d.setPaint(Color.GREEN);  
        int max = findMaxValue(intensity);  
        float rate = 200.0f/((float)max);  
        int offset = 2;  
        for(int i=0; i<intensity.length; i++) {  
            int frequency = (int)(intensity[i] * rate);  
            g2d.drawLine(5 + offset + i, 250, 5 + offset + i, 250-frequency);  
        }  
          
        // X Axis Gray intensity  
        g2d.setPaint(Color.RED);  
        g2d.drawString("Gray Intensity", 100, 270);  
        return histogramImage;  
    }  
      
    private int findMaxValue(int[] intensity) {  
        int max = -1;  
        for(int i=0; i<intensity.length; i++) {  
            if(max < intensity[i]) {  
                max = intensity[i];  
            }  
        }  
        return max;  
    }  
  
    /** 
     * A convenience method for getting ARGB pixels from an image. This tries to avoid the performance 
     * penalty of BufferedImage.getRGB unmanaging the image. 
     */  
    public int[] getRGB( BufferedImage image, int x, int y, int width, int height, int[] pixels ) {  
        int type = image.getType();  
        if ( type == BufferedImage.TYPE_INT_ARGB || type == BufferedImage.TYPE_INT_RGB )  
            return (int [])image.getRaster().getDataElements( x, y, width, height, pixels );  
        return image.getRGB( x, y, width, height, pixels, 0, width );  
    }  
  
    /** 
     * A convenience method for setting ARGB pixels in an image. This tries to avoid the performance 
     * penalty of BufferedImage.setRGB unmanaging the image. 
     */  
    public void setRGB( BufferedImage image, int x, int y, int width, int height, int[] pixels ) {  
        int type = image.getType();  
        if ( type == BufferedImage.TYPE_INT_ARGB || type == BufferedImage.TYPE_INT_RGB )  
            image.getRaster().setDataElements( x, y, width, height, pixels );  
        else  
            image.setRGB( x, y, width, height, pixels, 0, width );  
    }  
  
}  

测试代码如下：

[java]view plaincopy
package com.gloomyfish.image.analysis;  
  
import java.awt.Dimension;  
import java.awt.Graphics;  
import java.awt.Graphics2D;  
import java.awt.MediaTracker;  
import java.awt.image.BufferedImage;  
import java.io.File;  
import java.io.IOException;  
  
import javax.imageio.ImageIO;  
import javax.swing.JComponent;  
import javax.swing.JFileChooser;  
import javax.swing.JFrame;  
  
public class ImageAnalysisUI  extends JComponent {  
    /** 
     *  
     */  
    private static final long serialVersionUID = 1518574788794973574L;  
    private BufferedImage rawImg;  
    private BufferedImage modImg;  
    private MediaTracker tracker;  
    private Dimension mySize;  
      
      
    public ImageAnalysisUI(File f) {  
        try {  
            rawImg = ImageIO.read(f);  
            HistogramAnalysisAlg filter = new HistogramAnalysisAlg(rawImg);  
            modImg = filter.getHistogram();  
        } catch (IOException e1) {  
            e1.printStackTrace();  
        }  
          
        tracker = new MediaTracker(this);  
        tracker.addImage(rawImg, 1);  
          
        // blocked 10 seconds to load the image data  
        try {  
            if (!tracker.waitForID(1, 10000)) {  
                System.out.println("Load error.");  
                System.exit(1);  
            }// end if  
        } catch (InterruptedException e) {  
            e.printStackTrace();  
            System.exit(1);  
        }// end catch  
          
        mySize = new Dimension(2*rawImg.getWidth() + 20, rawImg.getHeight()*2);  
        JFrame imageFrame = new JFrame("Gloomyfish - Image Analysis");  
        imageFrame.getContentPane().add(this);  
        imageFrame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);  
        imageFrame.pack();  
        imageFrame.setVisible(true);  
    }  
      
    public void paint(Graphics g) {  
        Graphics2D g2 = (Graphics2D) g;  
        g2.drawImage(rawImg, 0, 0, rawImg.getWidth(), rawImg.getHeight(), null);  
        g2.drawImage(modImg, rawImg.getWidth()+10, 0, modImg.getWidth(), modImg.getHeight(), null);  
        g2.drawString("source image", 10, rawImg.getHeight() +10);  
        g2.drawString("connected component labeled area", 10 + modImg.getWidth(), rawImg.getHeight() +10);  
    }  
    public Dimension getPreferredSize() {  
        return mySize;  
    }  
      
    public Dimension getMinimumSize() {  
        return mySize;  
    }  
      
    public Dimension getMaximumSize() {  
        return mySize;  
    }  
      
    public static void main(String[] args) {  
        JFileChooser chooser = new JFileChooser();  
        chooser.showOpenDialog(null);  
        File f = chooser.getSelectedFile();  
        new ImageAnalysisUI(f);  
    }  
}  

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