Java - obtient un tableau de pixels à partir d'une image
Je cherche le moyen le plus rapide d’obtenir des données de pixels (sous la forme int[][]) à partir de BufferedImage . Mon objectif est de pouvoir traiter le pixel (x, y) de l'image à l'aide de int[x][y]. Toutes les méthodes que j'ai trouvées ne le font pas (la plupart retournent int[]s).
Je ne faisais que jouer avec ce même sujet, qui est le moyen le plus rapide d'accéder aux pixels. Je connais actuellement deux façons de le faire:
- Utiliser la méthode
getRGB()de BufferedImage comme décrit dans la réponse de @ tskuzzy. En accédant directement au tableau de pixels en utilisant:
byte[] pixels = ((DataBufferByte) bufferedImage.getRaster().getDataBuffer()).getData();
Si vous travaillez avec de grandes images et que les performances posent problème, la première méthode n’est absolument pas la solution. La méthode getRGB() combine les valeurs alpha, rouge, verte et bleue dans un entier, puis renvoie le résultat. Dans la plupart des cas, vous ferez alors l'inverse pour obtenir ces valeurs.
La deuxième méthode renverra les valeurs rouge, verte et bleue directement pour chaque pixel, et s'il existe un canal alpha, il ajoutera la valeur alpha. L'utilisation de cette méthode est plus difficile en termes de calcul des indices, mais est beaucoup plus rapide que la première approche.
Dans mon application, j'ai été en mesure de réduire le temps de traitement des pixels de plus de 90% en passant simplement de la première approche à la seconde!
Voici une comparaison que j'ai configurée pour comparer les deux approches:
import Java.awt.image.BufferedImage;
import Java.awt.image.DataBufferByte;
import Java.io.IOException;
import javax.imageio.ImageIO;
public class PerformanceTest {
public static void main(String[] args) throws IOException {
BufferedImage hugeImage = ImageIO.read(PerformanceTest.class.getResource("12000X12000.jpg"));
System.out.println("Testing convertTo2DUsingGetRGB:");
for (int i = 0; i < 10; i++) {
long startTime = System.nanoTime();
int[][] result = convertTo2DUsingGetRGB(hugeImage);
long endTime = System.nanoTime();
System.out.println(String.format("%-2d: %s", (i + 1), toString(endTime - startTime)));
}
System.out.println("");
System.out.println("Testing convertTo2DWithoutUsingGetRGB:");
for (int i = 0; i < 10; i++) {
long startTime = System.nanoTime();
int[][] result = convertTo2DWithoutUsingGetRGB(hugeImage);
long endTime = System.nanoTime();
System.out.println(String.format("%-2d: %s", (i + 1), toString(endTime - startTime)));
}
}
private static int[][] convertTo2DUsingGetRGB(BufferedImage image) {
int width = image.getWidth();
int height = image.getHeight();
int[][] result = new int[height][width];
for (int row = 0; row < height; row++) {
for (int col = 0; col < width; col++) {
result[row][col] = image.getRGB(col, row);
}
}
return result;
}
private static int[][] convertTo2DWithoutUsingGetRGB(BufferedImage image) {
final byte[] pixels = ((DataBufferByte) image.getRaster().getDataBuffer()).getData();
final int width = image.getWidth();
final int height = image.getHeight();
final boolean hasAlphaChannel = image.getAlphaRaster() != null;
int[][] result = new int[height][width];
if (hasAlphaChannel) {
final int pixelLength = 4;
for (int pixel = 0, row = 0, col = 0; pixel + 3 < pixels.length; pixel += pixelLength) {
int argb = 0;
argb += (((int) pixels[pixel] & 0xff) << 24); // alpha
argb += ((int) pixels[pixel + 1] & 0xff); // blue
argb += (((int) pixels[pixel + 2] & 0xff) << 8); // green
argb += (((int) pixels[pixel + 3] & 0xff) << 16); // red
result[row][col] = argb;
col++;
if (col == width) {
col = 0;
row++;
}
}
} else {
final int pixelLength = 3;
for (int pixel = 0, row = 0, col = 0; pixel + 2 < pixels.length; pixel += pixelLength) {
int argb = 0;
argb += -16777216; // 255 alpha
argb += ((int) pixels[pixel] & 0xff); // blue
argb += (((int) pixels[pixel + 1] & 0xff) << 8); // green
argb += (((int) pixels[pixel + 2] & 0xff) << 16); // red
result[row][col] = argb;
col++;
if (col == width) {
col = 0;
row++;
}
}
}
return result;
}
private static String toString(long nanoSecs) {
int minutes = (int) (nanoSecs / 60000000000.0);
int seconds = (int) (nanoSecs / 1000000000.0) - (minutes * 60);
int millisecs = (int) ( ((nanoSecs / 1000000000.0) - (seconds + minutes * 60)) * 1000);
if (minutes == 0 && seconds == 0)
return millisecs + "ms";
else if (minutes == 0 && millisecs == 0)
return seconds + "s";
else if (seconds == 0 && millisecs == 0)
return minutes + "min";
else if (minutes == 0)
return seconds + "s " + millisecs + "ms";
else if (seconds == 0)
return minutes + "min " + millisecs + "ms";
else if (millisecs == 0)
return minutes + "min " + seconds + "s";
return minutes + "min " + seconds + "s " + millisecs + "ms";
}
}
Pouvez-vous deviner la sortie? ;)
Testing convertTo2DUsingGetRGB:
1 : 16s 911ms
2 : 16s 730ms
3 : 16s 512ms
4 : 16s 476ms
5 : 16s 503ms
6 : 16s 683ms
7 : 16s 477ms
8 : 16s 373ms
9 : 16s 367ms
10: 16s 446ms
Testing convertTo2DWithoutUsingGetRGB:
1 : 1s 487ms
2 : 1s 940ms
3 : 1s 785ms
4 : 1s 848ms
5 : 1s 624ms
6 : 2s 13ms
7 : 1s 968ms
8 : 1s 864ms
9 : 1s 673ms
10: 2s 86ms
BUILD SUCCESSFUL (total time: 3 minutes 10 seconds)
Quelque chose comme ça?
int[][] pixels = new int[w][h];
for( int i = 0; i < w; i++ )
for( int j = 0; j < h; j++ )
pixels[i][j] = img.getRGB( i, j );
J'ai trouvé que la réponse de Mota me permettait de gagner 10 fois plus vite - alors merci Mota.
J'ai encapsulé le code dans une classe pratique qui prend BufferedImage dans le constructeur et expose une méthode équivalente getRBG (x, y), ce qui en fait une solution de remplacement du code à l'aide de BufferedImage.getRGB (x, y)
import Java.awt.image.BufferedImage;
import Java.awt.image.DataBufferByte;
public class FastRGB
{
private int width;
private int height;
private boolean hasAlphaChannel;
private int pixelLength;
private byte[] pixels;
FastRGB(BufferedImage image)
{
pixels = ((DataBufferByte) image.getRaster().getDataBuffer()).getData();
width = image.getWidth();
height = image.getHeight();
hasAlphaChannel = image.getAlphaRaster() != null;
pixelLength = 3;
if (hasAlphaChannel)
{
pixelLength = 4;
}
}
int getRGB(int x, int y)
{
int pos = (y * pixelLength * width) + (x * pixelLength);
int argb = -16777216; // 255 alpha
if (hasAlphaChannel)
{
argb = (((int) pixels[pos++] & 0xff) << 24); // alpha
}
argb += ((int) pixels[pos++] & 0xff); // blue
argb += (((int) pixels[pos++] & 0xff) << 8); // green
argb += (((int) pixels[pos++] & 0xff) << 16); // red
return argb;
}
}
La réponse de Mota est excellente sauf si votre image Buffered Image provient d'un bitmap monochrome. Un bitmap monochrome n'a que 2 valeurs possibles pour ses pixels (par exemple, 0 = noir et 1 = blanc). Lorsqu'un bitmap monochrome est utilisé, le
final byte[] pixels = ((DataBufferByte) image.getRaster().getDataBuffer()).getData();
call renvoie les données de tableau de pixels brutes de manière à ce que chaque octet contienne plus d'un pixel.
Ainsi, lorsque vous utilisez une image bitmap monochrome pour créer votre objet BufferedImage, il s'agit de l'algorithme que vous souhaitez utiliser:
/**
* This returns a true bitmap where each element in the grid is either a 0
* or a 1. A 1 means the pixel is white and a 0 means the pixel is black.
*
* If the incoming image doesn't have any pixels in it then this method
* returns null;
*
* @param image
* @return
*/
public static int[][] convertToArray(BufferedImage image)
{
if (image == null || image.getWidth() == 0 || image.getHeight() == 0)
return null;
// This returns bytes of data starting from the top left of the bitmap
// image and goes down.
// Top to bottom. Left to right.
final byte[] pixels = ((DataBufferByte) image.getRaster()
.getDataBuffer()).getData();
final int width = image.getWidth();
final int height = image.getHeight();
int[][] result = new int[height][width];
boolean done = false;
boolean alreadyWentToNextByte = false;
int byteIndex = 0;
int row = 0;
int col = 0;
int numBits = 0;
byte currentByte = pixels[byteIndex];
while (!done)
{
alreadyWentToNextByte = false;
result[row][col] = (currentByte & 0x80) >> 7;
currentByte = (byte) (((int) currentByte) << 1);
numBits++;
if ((row == height - 1) && (col == width - 1))
{
done = true;
}
else
{
col++;
if (numBits == 8)
{
currentByte = pixels[++byteIndex];
numBits = 0;
alreadyWentToNextByte = true;
}
if (col == width)
{
row++;
col = 0;
if (!alreadyWentToNextByte)
{
currentByte = pixels[++byteIndex];
numBits = 0;
}
}
}
}
return result;
}
Si utile, essayez ceci:
BufferedImage imgBuffer = ImageIO.read(new File("c:\\image.bmp"));
byte[] pixels = (byte[])imgBuffer.getRaster().getDataElements(0, 0, imgBuffer.getWidth(), imgBuffer.getHeight(), null);
Cela a fonctionné pour moi:
BufferedImage bufImgs = ImageIO.read(new File("c:\\adi.bmp"));
double[][] data = new double[][];
bufImgs.getData().getPixels(0,0,bufImgs.getWidth(),bufImgs.getHeight(),data[i]);