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图像分析------直方图分析

简介: <p style="color: rgb(51, 51, 51); font-family: Arial; font-size: 14px; line-height: 26px;"><strong><span style="color: rgb(255, 0, 0);"><span style="font-size: 16px;">直方图介绍</span></span></strong></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
  1. package com.gloomyfish.image.analysis;  
  2.   
  3. import java.awt.Color;  
  4. import java.awt.Graphics2D;  
  5. import java.awt.image.BufferedImage;  
  6.   
  7. public class HistogramAnalysisAlg {  
  8.     private BufferedImage srcImage;  
  9.     private BufferedImage histogramImage;  
  10.     private int size = 280;  
  11.       
  12.     public HistogramAnalysisAlg(BufferedImage srcImage){  
  13.         histogramImage = new BufferedImage(size,size, BufferedImage.TYPE_4BYTE_ABGR);  
  14.         this.srcImage = srcImage;  
  15.     }  
  16.       
  17.     public BufferedImage getHistogram() {  
  18.         int[] inPixels = new int[srcImage.getWidth()*srcImage.getHeight()];  
  19.         int[] intensity = new int[256];  
  20.         for(int i=0; i<intensity.length; i++) {  
  21.             intensity[i] = 0;  
  22.         }  
  23.         getRGB( srcImage, 00, srcImage.getWidth(), srcImage.getHeight(), inPixels );  
  24.         int index = 0;  
  25.         for(int row=0; row<srcImage.getHeight(); row++) {  
  26.             int ta = 0, tr = 0, tg = 0, tb = 0;  
  27.             for(int col=0; col<srcImage.getWidth(); col++) {  
  28.                 index = row * srcImage.getWidth() + col;  
  29.                 ta = (inPixels[index] >> 24) & 0xff;  
  30.                 tr = (inPixels[index] >> 16) & 0xff;  
  31.                 tg = (inPixels[index] >> 8) & 0xff;  
  32.                 tb = inPixels[index] & 0xff;  
  33.                 int gray = (int)(0.299 * (double)tr + 0.587 * (double)tg + 0.114 * (double)tb);  
  34.                 intensity[gray]++;  
  35.             }  
  36.         }  
  37.           
  38.         // draw XY Axis lines  
  39.         Graphics2D g2d = histogramImage.createGraphics();  
  40.         g2d.setPaint(Color.BLACK);  
  41.         g2d.fillRect(00, size, size);  
  42.         g2d.setPaint(Color.WHITE);  
  43.         g2d.drawLine(5250265250);  
  44.         g2d.drawLine(525055);  
  45.           
  46.         // scale to 200  
  47.         g2d.setPaint(Color.GREEN);  
  48.         int max = findMaxValue(intensity);  
  49.         float rate = 200.0f/((float)max);  
  50.         int offset = 2;  
  51.         for(int i=0; i<intensity.length; i++) {  
  52.             int frequency = (int)(intensity[i] * rate);  
  53.             g2d.drawLine(5 + offset + i, 2505 + offset + i, 250-frequency);  
  54.         }  
  55.           
  56.         // X Axis Gray intensity  
  57.         g2d.setPaint(Color.RED);  
  58.         g2d.drawString("Gray Intensity"100270);  
  59.         return histogramImage;  
  60.     }  
  61.       
  62.     private int findMaxValue(int[] intensity) {  
  63.         int max = -1;  
  64.         for(int i=0; i<intensity.length; i++) {  
  65.             if(max < intensity[i]) {  
  66.                 max = intensity[i];  
  67.             }  
  68.         }  
  69.         return max;  
  70.     }  
  71.   
  72.     /** 
  73.      * A convenience method for getting ARGB pixels from an image. This tries to avoid the performance 
  74.      * penalty of BufferedImage.getRGB unmanaging the image. 
  75.      */  
  76.     public int[] getRGB( BufferedImage image, int x, int y, int width, int height, int[] pixels ) {  
  77.         int type = image.getType();  
  78.         if ( type == BufferedImage.TYPE_INT_ARGB || type == BufferedImage.TYPE_INT_RGB )  
  79.             return (int [])image.getRaster().getDataElements( x, y, width, height, pixels );  
  80.         return image.getRGB( x, y, width, height, pixels, 0, width );  
  81.     }  
  82.   
  83.     /** 
  84.      * A convenience method for setting ARGB pixels in an image. This tries to avoid the performance 
  85.      * penalty of BufferedImage.setRGB unmanaging the image. 
  86.      */  
  87.     public void setRGB( BufferedImage image, int x, int y, int width, int height, int[] pixels ) {  
  88.         int type = image.getType();  
  89.         if ( type == BufferedImage.TYPE_INT_ARGB || type == BufferedImage.TYPE_INT_RGB )  
  90.             image.getRaster().setDataElements( x, y, width, height, pixels );  
  91.         else  
  92.             image.setRGB( x, y, width, height, pixels, 0, width );  
  93.     }  
  94.   
  95. }  

测试代码如下:

[java] view plaincopy
  1. package com.gloomyfish.image.analysis;  
  2.   
  3. import java.awt.Dimension;  
  4. import java.awt.Graphics;  
  5. import java.awt.Graphics2D;  
  6. import java.awt.MediaTracker;  
  7. import java.awt.image.BufferedImage;  
  8. import java.io.File;  
  9. import java.io.IOException;  
  10.   
  11. import javax.imageio.ImageIO;  
  12. import javax.swing.JComponent;  
  13. import javax.swing.JFileChooser;  
  14. import javax.swing.JFrame;  
  15.   
  16. public class ImageAnalysisUI  extends JComponent {  
  17.     /** 
  18.      *  
  19.      */  
  20.     private static final long serialVersionUID = 1518574788794973574L;  
  21.     private BufferedImage rawImg;  
  22.     private BufferedImage modImg;  
  23.     private MediaTracker tracker;  
  24.     private Dimension mySize;  
  25.       
  26.       
  27.     public ImageAnalysisUI(File f) {  
  28.         try {  
  29.             rawImg = ImageIO.read(f);  
  30.             HistogramAnalysisAlg filter = new HistogramAnalysisAlg(rawImg);  
  31.             modImg = filter.getHistogram();  
  32.         } catch (IOException e1) {  
  33.             e1.printStackTrace();  
  34.         }  
  35.           
  36.         tracker = new MediaTracker(this);  
  37.         tracker.addImage(rawImg, 1);  
  38.           
  39.         // blocked 10 seconds to load the image data  
  40.         try {  
  41.             if (!tracker.waitForID(110000)) {  
  42.                 System.out.println("Load error.");  
  43.                 System.exit(1);  
  44.             }// end if  
  45.         } catch (InterruptedException e) {  
  46.             e.printStackTrace();  
  47.             System.exit(1);  
  48.         }// end catch  
  49.           
  50.         mySize = new Dimension(2*rawImg.getWidth() + 20, rawImg.getHeight()*2);  
  51.         JFrame imageFrame = new JFrame("Gloomyfish - Image Analysis");  
  52.         imageFrame.getContentPane().add(this);  
  53.         imageFrame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);  
  54.         imageFrame.pack();  
  55.         imageFrame.setVisible(true);  
  56.     }  
  57.       
  58.     public void paint(Graphics g) {  
  59.         Graphics2D g2 = (Graphics2D) g;  
  60.         g2.drawImage(rawImg, 00, rawImg.getWidth(), rawImg.getHeight(), null);  
  61.         g2.drawImage(modImg, rawImg.getWidth()+100, modImg.getWidth(), modImg.getHeight(), null);  
  62.         g2.drawString("source image"10, rawImg.getHeight() +10);  
  63.         g2.drawString("connected component labeled area"10 + modImg.getWidth(), rawImg.getHeight() +10);  
  64.     }  
  65.     public Dimension getPreferredSize() {  
  66.         return mySize;  
  67.     }  
  68.       
  69.     public Dimension getMinimumSize() {  
  70.         return mySize;  
  71.     }  
  72.       
  73.     public Dimension getMaximumSize() {  
  74.         return mySize;  
  75.     }  
  76.       
  77.     public static void main(String[] args) {  
  78.         JFileChooser chooser = new JFileChooser();  
  79.         chooser.showOpenDialog(null);  
  80.         File f = chooser.getSelectedFile();  
  81.         new ImageAnalysisUI(f);  
  82.     }  
  83. }  
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