java 图像IO (三)

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java 图像IO (三)

2017年12月06日 ⁄ 综合 ⁄ 共 3263字 ⁄ 字号小中大 ⁄ 评论关闭

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方案一：使用ColorConvert和Dithering操作
方案二：使用重画到灰度图片上的方法
使用Binarize将8bit灰度图片转换为1bit黑白图片

最近做的project需要涉及到对扫描图片的文字识别，需要将扫描得到的彩色图片变为1bit的黑白图片。

搜索到很多解决方案，基本的归纳为两个步骤，首先要将彩色图片变为8bit灰度图片(grayscale image)，然后再进一步变为1bit的单色图片(1bit monochrome)。

方案一：使用ColorConvert和Dithering操作

1、代码

目前JAVA最新的图片处理包应该是JAI(Java Advanced Imaging)，在JAI API的FAQ页面上，找到了下面的方法来完成这两步工作：

将彩色图片转换为8bit灰度图片(使用ColorConvert颜色转换操作)

public RenderedImage convertTo8BitGray(RenderedImage colorImage){ 
ParameterBlock pb = new ParameterBlock(); 
pb.addSource(colorImage); 
ColorModel cm = new ComponentColorModel( 
ColorSpace.getInstance(ColorSpace.CS_GRAY), 
new int[]{8}, 
false, 
false, 
Transparency.OPAQUE, 
DataBuffer.TYPE_BYTE); 
pb.add(cm); 
RenderedImage grayImage = JAI.create("ColorConvert", pb); 
return grayImage; 
}

将8bit灰度图片转换为1bit黑白图片 (使用errordiffusion或ordereddither操作)

public  RenderedImage applyDithering(RenderedImage grayImage, boolean isErrorDiffusion){ 
// Load the ParameterBlock for the dithering operation 
// and set the operation name. 
ParameterBlock pb = new ParameterBlock(); 
pb.addSource(grayImage); 
String opName = null; 
if(isErrorDiffusion) { 
opName = "errordiffusion"; 
LookupTableJAI lut = new LookupTableJAI(new byte[] {(byte)0x00, (byte)0xff}); 
pb.add(lut); 
pb.add(KernelJAI.ERROR_FILTER_FLOYD_STEINBERG); 
} else { 
opName = "ordereddither"; 
ColorCube cube = ColorCube.createColorCube(DataBuffer.TYPE_BYTE, 
0, new int[] {2}); //尝试改变2为其它值，可以得到不同效果 
pb.add(cube); 
pb.add(KernelJAI.DITHER_MASK_441); 
} 
// Create a layout containing an IndexColorModel which maps 
// zero to zero and unity to 255. 
ImageLayout layout = new ImageLayout(); 
byte[] map = new byte[] {(byte)0x00, (byte)0xff}; 
ColorModel cm = new IndexColorModel(1, 2, map, map, map); 
layout.setColorModel(cm); 
// Create a hint containing the layout. 
RenderingHints hints = new RenderingHints(JAI.KEY_IMAGE_LAYOUT, layout); 
// Dither the image. 
bwImage = JAI.create(opName, pb, hints); 
return bwImage; 
}

2、问题

这段sample code在很多地方都被提到过，我不知道别人是否能够让它顺利执行，但是在我的机器上是不行的。

问题主要出在第一个convertTo8BitGray()函数里的ColorConvert操作上。在执行完ColorConvert之后，图片的ColorModel的numberOfComponents变为1。我的理解是因为变为灰度图片，只有一个色了。

然而不知为什么，图片的SampleModel的numberOfBands却仍然保持了3，这就造成了SampleModel和ColorModel 不兼容，所以程序总是抛出java.lang.IllegalArgumentException: The specified ColorModel is incompatible with the image SampleModel…的错误。

方案二：使用重画到灰度图片上的方法

后来我在Code Beach看到了这篇文章，试用了里面的第二个方法 — 将彩色图片画到一个灰度图片上的方法，终于可以成功将彩色图片转化为8bit的灰度图片。代码如下：

BufferedImage image = new BufferedImage(width, height, BufferedImage.TYPE_BYTE_GRAY); 
Graphics g = image.getGraphics(); 
g.drawImage(colorImage, 0, 0, null); 
g.dispose();

转换的效果如下图所示：

转换前：彩色图片

转换后：灰度图片

使用Binarize将8bit灰度图片转换为1bit黑白图片

将彩色图片转换为灰度图片后，仍然可以用前面程序例子中的applyDithering()方法来将8bit灰度图片进一步转换为1bit黑白图片，得到的效果比较象报纸上的黑白图片，保留了很多灰度的层次。
为了能够更进一步得到版画效果的图片，可以使用Binarize操作。改变Binarize操作的域值(threshold)也可以得到不同效果。
代码：

/*** 
* Binarize image (convert image to 1 bit black and white) 
* 输入图片必须为灰度图片，否则会出错。 
*/
public RenderedImage applyBinarize(RenderedImage grayImage) { 
// Generate a histogram. 
Histogram histogram = 
(Histogram)JAI.create("histogram", grayImage).getProperty("histogram"); 
// Get a threshold equal to the median. 
double[] threshold = histogram.getPTileThreshold(0.4); //改变域值可以得到不同效果 
// Binarize the image. 
RenderedImage bwImage = 
JAI.create("binarize", grayImage, new Double(threshold[0])); 
return bwImage; 
}//function applyBinarize