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java 图像IO (三)

2014-04-01 19:40 127 查看
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)
view sourceprint?

01.
public
 
RenderedImage convertTo8BitGray(RenderedImage colorImage){

02.
ParameterBlock pb = 
new
 
ParameterBlock();

03.
pb.addSource(colorImage);

04.
ColorModel cm = 
new
 
ComponentColorModel(

05.
ColorSpace.getInstance(ColorSpace.CS_GRAY),

06.
new
 
int
[]{
8
},

07.
false
,

08.
false
,

09.
Transparency.OPAQUE,

10.
DataBuffer.TYPE_BYTE);

11.
pb.add(cm);

12.
RenderedImage grayImage = JAI.create(
"ColorConvert"
,
pb);

13.
return
 
grayImage;

14.
}


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

01.
public
  
RenderedImage applyDithering(RenderedImage grayImage, 
boolean
isErrorDiffusion){

02.
// Load the ParameterBlock for the dithering operation

03.
// and set the operation name.

04.
ParameterBlock pb = 
new
 
ParameterBlock();

05.
pb.addSource(grayImage);

06.
String opName = 
null
;

07.
if
(isErrorDiffusion) {

08.
opName = 
"errordiffusion"
;

09.
LookupTableJAI lut = 
new
 
LookupTableJAI(
new
 
byte
[]
{(
byte
)
0x00
, (
byte
)
0xff
});

10.
pb.add(lut);

11.
pb.add(KernelJAI.ERROR_FILTER_FLOYD_STEINBERG);

12.
} 
else
 
{

13.
opName = 
"ordereddither"
;

14.
ColorCube cube = ColorCube.createColorCube(DataBuffer.TYPE_BYTE,

15.
0
, 
new
 
int
[]
{
2
}); 
//尝试改变2为其它值，可以得到不同效果

16.
pb.add(cube);

17.
pb.add(KernelJAI.DITHER_MASK_441);

18.
}

19.
// Create a layout containing an IndexColorModel which maps

20.
// zero to zero and unity to 255.

21.
ImageLayout layout = 
new
 
ImageLayout();

22.
byte
[] map = 
new
 
byte
[]
{(
byte
)
0x00
, (
byte
)
0xff
};

23.
ColorModel cm = 
new
 
IndexColorModel(
1
, 
2
,
map, map, map);

24.
layout.setColorModel(cm);

25.
// Create a hint containing the layout.

26.
RenderingHints hints = 
new
 
RenderingHints(JAI.KEY_IMAGE_LAYOUT,
layout);

27.
// Dither the image.

28.
bwImage = JAI.create(opName, pb, hints);

29.
return
 
bwImage;

30.
}



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：

view sourceprint?

1.
BufferedImage image = 
new
 
BufferedImage(width, height,
BufferedImage.TYPE_BYTE_GRAY);

2.
Graphics g = image.getGraphics();

3.
g.drawImage(colorImage, 
0
, 
0
, 
null
);

4.
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：

view sourceprint?

01.
/***

02.
* Binarize image (convert image to 1 bit black and white)

03.
* 输入图片必须为灰度图片，否则会出错。

04.
*/

05.
public
 
RenderedImage applyBinarize(RenderedImage grayImage) {

06.
// Generate a histogram.

07.
Histogram histogram =

08.
(Histogram)JAI.create(
"histogram"
, grayImage).getProperty(
"histogram"
);

09.
// Get a threshold equal to the median.

10.
double
[] threshold = histogram.getPTileThreshold(
0.4
); 
//改变域值可以得到不同效果

11.
// Binarize the image.

12.
RenderedImage bwImage =

13.
JAI.create(
"binarize"
, grayImage, 
new
 
Double(threshold[
0
]));

14.
return
 
bwImage;

15.
}
//function applyBinarize


效果：
使用Dithering的效果使用Binarizing的效果




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标签：  图像处理
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