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。

java 图像处理 虚化 java数字图像处理_ui

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。