# ImageAlgorithm

**Repository Path**: zhaozixing/image-algorithm

## Basic Information

- **Project Name**: ImageAlgorithm
- **Description**: Java Swing 图像处理 算法学习
- **Primary Language**: Java
- **License**: MIT
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 3
- **Forks**: 0
- **Created**: 2024-04-20
- **Last Updated**: 2025-04-24

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

# ImageAlgorithm

Java Swing 图像处理 算法学习

## 原理

Java 通过 `java.awt.image.BufferedImage`类，对图像进行加工处理，

在RGB(计算机的三原色，R-red:红,G-green:绿,B-blue:蓝)色彩空间中，

可以理解为图像由三个矩阵(红色矩阵，绿色矩阵，蓝色矩阵)组成，

矩阵的行就是图像的宽， 矩阵的列就是图像的高，

图像的每个像素，就可以通过(x,y,rgb)表示，

即获取颜色`int rgb = BufferedImage.getRGB(int x, int y);`

赋值`BufferedImage.setRGB(int x, int y, int rgb);`

对于整型的rgb值，从`00000000-FFFFFFFF`,每2位16进制就代表一种含义，

分别是透明度，红，绿，蓝；

即

```java
int alpha = (rgb >> 24) & 0xFF;
```

```java
int red = (rgb >> 16) & 0xFF;
```

```java
int green = (rgb >> 8) & 0xFF;
```

```java
int blue = rgb & 0xFF;
```

`alpha`(0-完全透明,255-不透明),

`red`(0-无红色,255-饱满红色),

`green`(0-无绿色,255-饱满绿色),

`blue`(0-无蓝色,255-饱满蓝色),

计算机常用显示的颜色：

黑色(red=0,green=0,blue=0)

红色(red=255,green=0,blue=0)

绿色(red=0,green=255,blue=0)

蓝色(red=0,green=0,blue=255)

灰色(red=128,green=128,blue=128)

白色(red=255,green=255,blue=255)

在Java的`swing`组件中，

基于`javax.swing.JComponent`

`public void paint(Graphics g)` 对界面绘制。

坐标计算从左上角(0,0)开始计算，

`Graphics`封装的较完善，可以直接对点、线、几何图形、图像、文字等直接绘制。

## 说明

原图
![原图](image/Demo.png)

页签（图像、输出、日志）
![页签](image/Log.png)

右键菜单
![右键菜单](image/PopMenu.png)

信息
![信息](image/Info.png)

图像读取
![图像读取](image/Open.png)

比例缩放
![比例缩放](image/Zoom.png)

裁剪
![裁剪](image/Cut.png)

灰度
![灰度](image/Gray.png)

二值化
![二值化](image/Binarization.png)

透明度
![透明度](image/Alpha.png)

颜色占比(RGB)
![颜色占比](image/ColorRatio.png)

颜色占比(HSV)
![颜色占比](image/HsvRatio.png)

色阶
![色阶](image/ColorScale.png)

色差分布
![色差分布](image/DeltaColorScale.png)

马赛克
![马赛克](image/Mosaic.png)

加盐
![加盐](image/Salt.png)

镜像
![镜像](image/Mirror.png)

旋转
![旋转](image/Rotate.png)

高斯模糊

计算公式：
![公式](image/Gaussian.png)

![高斯模糊](image/GaussianBlur.png)

卷积
![卷积](image/Convolution.png)

对于卷积计算，目前支持3阶算子（Sobel、Prewitt、Laplacian）和自定义算子

以下为灰度后卷积计算

索贝尔(Sobel)水平

```
[[-1.0,  -2.0,   -1.0],
[0.0,   0.0,    0.0],
[1.0,   2.0,    1.0]]
```

![Sobel_H](image/convolution/Sobel_H.png)

索贝尔(Sobel)垂直

```
[[-1.0, 0.0,    1.0],
[-2.0,  0.0,    2.0],
[-1.0,  0.0,    1.0]]
```

![Sobel_V](image/convolution/Sobel_V.png)

Prewitt水平

```
[[1.0,  1.0,    1.0],
[0.0,   0.0,    0.0],
[-1.0,  -1.0,   -1.0]]
```

![Sobel_H](image/convolution/Prewitt_H.png)

Prewitt垂直

```
[[1.0,  0.0,    -1.0],
[1.0,    0.0,    -1.0],
[1.0,   0.0,    -1.0]]
```

![Sobel_V](image/convolution/Prewitt_V.png)

拉普拉斯(Laplacian)4

```
[[0.0,  1.0,    0.0
1.0,    -4.0,   1.0
0.0,    1.0,    0.0]]
```

![Laplacian4](image/convolution/Laplacian4.png)

拉普拉斯(Laplacian)8

```
[[1.0,  1.0,    1.0],
[1.0,   -8.0,   1.0],
[1.0,   1.0,    1.0]]
```

![Laplacian8](image/convolution/Laplacian8.png)

拉普拉斯(Laplacian)变形1

```
[[-1.0,  -0.5,    -1.0],
[-0.5,   6.0,   -0.5],
[-1.0,   -0.5,    -1.0]]
```

![Laplacian1](image/convolution/Laplacian1.png)

拉普拉斯(Laplacian)变形2

```
[[1.0,  0.5,    1.0],
[0.5,   -6.0,   0.5],
[1.0,   0.5,    1.0]]
```

![Laplacian2](image/convolution/Laplacian2.png)


均值模糊

```
[[0.1111111111111111,  0.1111111111111111,  0.1111111111111111],
[0.1111111111111111, 0.1111111111111111, 0.1111111111111111],
[0.1111111111111111, 0.1111111111111111, 0.1111111111111111]]
```

![均值模糊](image/convolution/AvgBlur.png)


高斯模糊

```
[[0.0625,   0.125,  0.0625],
[0.125,     0.25,   0.125],
[0.0625,    0.125,  0.0625]]
```

![GaussianBlur](image/convolution/GaussianBlur.png)

高斯模糊，sigma=1，归一化

```
[[0.075,    0.124,  0.075],
[0.124,     0.204,  0.124],
[0.075,     0.124,  0.075]]
```

![GaussianBlur1](image/convolution/GaussianBlur1.png)

边缘检测(Canny)
![边缘检测](image/Edge.png)

工具栏
工具栏可以根据需要做隐藏
![工具栏](image/Toolbar.png)

关于
![关于](image/About.png)

## 自定义算法

### DIY&二次开发

![DIY](image/DIY.png)

1. 在

```
\ImageAlgorithm\src\main\resources\menu.json
```

增加菜单项目

2. 菜单项的`name`对应`org.sauceggplant.ia.algorithm`中的类

增加一个算法类

3. 算法类实现`org.sauceggplant.ia.algorithm.Algorithm`接口

实现方法`public void run(IaPanel iaPanel)`

```java

@Override
public void run(IaPanel iaPanel) {
    //打开的图像，文件路径
    String imagePath = iaPanel.getPath();
    //打开的图像，数据
    BufferedImage imageData = iaPanel.getContent().getImage();

    //获取图像中某个像素点的颜色,屏幕左上角坐标为(0,0),右下角坐标为(width-1,height-1)
    int rgb = imageData.getRGB( int x, int y);
    java.awt.Color c = new java.awt.Color(rgb);
    int red = c.getRed();       //红色 0--255
    int green = c.getGreen();   //绿色 0--255
    int blue = c.getBlue();     //蓝色 0--255
    int alpha = c.getAlpha();   //透明度

    //构建颜色,RGB色彩空间
    // (当 red=0,green=0,blue=0时，为黑色)
    // (当 red=255,green=255,blue=255时，为白色)
    java.awt.Color c1 = new java.awt.Color(red, green, blue, alpha);
    //变更某个像素点的颜色
    imageData.setRGB( int x, int y, c1.getRGB());

    //图像页签
    IaImagePanel content = iaPanel.getContent();
    //输出页签
    IaImagePanel output = iaPanel.getOutput();

    //将加工后的图像信息展示到输出页签
    output.setImage(imageData);
}
```