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・画像の上下反転

画像の上と下を反転する画像処理Javaソースコードを解説します。

元の画像元の画像      鏡画像上下反転画像

上の画像変換の例は、画像を上下反転したものです。

ここで紹介する画像の上下反転は、画像座標の各x座標の画素の並びの順番を入れ替える方法で行います。

それでは、Javaのソースコードをみていきましょう。

FlipUpsideDown.java ← クリックしてダウンロードページに移動
001:    import java.awt.image.BufferedImage;
002:    import java.io.File;
003:    import javax.imageio.ImageIO;
004:    import java.io.IOException;
005:    
006:    public class FlipUpsideDown {
007:    	public static void main( String[] args ) {
008:    		// 結果格納フラグ
009:    		boolean result;
010:    		// ファイル名
011:    		String inname, outname;
012:    		// 画像格納クラス
013:    		BufferedImage img = null;
014:    
015:    		// 入力した引数が2つ以上かを調べる
016:    		if ( 2 > args.length ) {
017:    			// 入力した引数が2つ未満の場合、使用方法を表示する
018:    			System.out.println( "MirrorInverse [入力JPEG名]  [出力JPEG名]" );
019:    			return;
020:    		}
021:    
022:    		// 入力JPEG名をinnameに代入(拡張子".jpg"省略なし)
023:    		inname  = args[ 0 ];
024:    		// 出力JPEG名をoutnameに代入(拡張子".jpg"省略なし)
025:    		outname = args[ 1 ];
026:    
027:    		try {
028:    			// inname(入力JPEG)を読み込んでimgにセット
029:    			img = ImageIO.read( new File( inname ) );
030:    		} catch (Exception e) {
031:    			// inname(入力JPEG)の読み込みに失敗したときの処理
032:    			 e.printStackTrace();
033:    			return;
034:    		}
035:    
036:    		// 画像の色の持ち方をチェック
037:    		if ( BufferedImage.TYPE_3BYTE_BGR != img.getType() )
038:    		{
039:    			System.out.println( "対応していないカラーモデルです!("
040:    									 + inname +")" );
041:    			return;
042:    		}
043:    
044:    		// 変数を宣言
045:    		int x, y_s, y_e;	// ピクセル座標
046:    		int width, height;	// 画像サイズ
047:    		int color_s, color_e;	// 色
048:    
049:    		// 画像サイズの取得
050:    		width = img.getWidth();
051:    		height= img.getHeight();
052:    
053:    		// 上下反転
054:    		for ( x = 0; x < width; ++ x ) {
055:    			// Y座標の初期値を代入
056:    			y_s = 0;
057:    			y_e = height - 1;
058:    			while ( y_s < y_e ) {
059:    				// (x,y_s)の色を取得
060:    				color_s = img.getRGB( x, y_s );
061:    
062:    				// (x,y_e)の色を取得
063:    				color_e = img.getRGB( x, y_e );
064:    
065:    				// color_eを(x,y_s)に設定
066:    				img.setRGB( x, y_s, color_e );
067:    
068:    				// color_sを(x,y_e)に設定
069:    				img.setRGB( x, y_e, color_s );
070:    
071:    				// Y座標を更新
072:    				++ y_s;
073:    				-- y_e;
074:    			}
075:    		}
076:    
077:    		try {
078:    			// imgをoutname(出力JPEG)に保存
079:    			result = ImageIO.write( img, "jpeg", new File( outname ) );
080:    		} catch ( Exception e ) {
081:    			// outname(出力JPEG)の保存に失敗したときの処理
082:    			e.printStackTrace();
083:    			return;
084:    		}
085:    
086:    		// 正常に終了
087:    		System.out.println( "正常に終了しました" );
088:    	}
089:    }

FlipUpsideDownを実行

java flipupsidedown sampleimage001_400x320.jpg flipupsidedown.jpg

1つ目の引数で渡したJPEGファイルを反転し、2つ目の引数で指定したJPEGファイル名で保存します。

実行結果

・元の画像(sampleimage001_400x320.jpg)

元画像

・ミラー反転後の画像(flipupsidedown.jpg)

>ミラー反転画像

画像の左右が反転しました。

ここからは、このソースコードを上から順番に解説していきます。

001:    import java.awt.image.BufferedImage;
002:    import java.io.File;
003:    import javax.imageio.ImageIO;
004:    import java.io.IOException;

Javaのクラスライブラリの中から「java.awt.image.BufferedImage」と「java.io.File」と「javax.imageio.ImageIO」と「java.io.IOException」というパッケージにあるクラスを、このプログラム内で使うために記述します。 この記述により、ImageIOクラスBufferedImageクラスが利用できるようになります。

006:    public class FlipUpsideDown {

クラス名を、FlipUpsideDownとしています。

007:    	public static void main( String[] args ) {

このmainメソッドからプログラムを実行します。

008:    		// 結果格納フラグ
009:    		boolean result;
010:    		// ファイル名
011:    		String inname, outname;
012:    		// 画像格納クラス
013:    		BufferedImage img = null;

このプログラムで使う変数を宣言しています。どのように使われているかは、後ろのソースコードで。

015:    		// 入力した引数が2つ以上かを調べる
016:    		if ( 2 > args.length ) {
017:    			// 入力した引数が2つ未満の場合、使用方法を表示する
018:    			System.out.println( "MirrorInverse [入力JPEG名]  [出力JPEG名]" );
019:    			return;
020:    		}

2つ以上の引数が与えられたかをチェックし、2つ未満の場合に、使い方のメッセージを表示し、returnによってmainメソッドを抜けています。

022:    		// 入力JPEG名をinnameに代入(拡張子".jpg"省略なし)
023:    		inname  = args[ 0 ];
024:    		// 出力JPEG名をoutnameに代入(拡張子".jpg"省略なし)
025:    		outname = args[ 1 ];

与えられた引数をそれぞれ、入力JPEG名の変数(inname)、出力JPEG名の変数(outname)代入しています。

027:    		try {
028:    			// inname(入力JPEG)を読み込んでimgにセット
029:    			img = ImageIO.read( new File( inname ) );
030:    		} catch (Exception e) {
031:    			// inname(入力JPEG)の読み込みに失敗したときの処理
032:    			 e.printStackTrace();
033:    			return;
034:    		}

入力JPEG名の変数(inname)を読み込んで、BufferedImageクラスのimgに格納しています。この処理には、ImageIOクラスreadメソッドを使います。

ImageIO.readメソッド

public static BufferedImage read( File input ) throws IOException
■Fileオブジェクトを復元した結果をBufferedImageに格納します。

  パラメータ input : Fileオブジェクト

  戻り値     inputを復元したBufferedImageaを返します。

try { ~ } catchは、失敗する可能性がある処理を波括弧で囲み、その処理に失敗したときにcatch { ~ }の波括弧で囲まれた処理を実行するということです。この場合は、JPEGファイル名が不正であったり、存在していなかったり、フォーマットが違っているなどが原因で処理が失敗する可能性があります。処理が失敗するとreturnによってmainメソッドを抜けるようにしています。

036:    		// 画像の色の持ち方をチェック
037:    		if ( BufferedImage.TYPE_3BYTE_BGR != img.getType() )
038:    		{
039:    			System.out.println( "対応していないカラーモデルです!("
040:    									 + inname +")" );
041:    			return;
042:    		}

BufferedImageクラスgetTypeメソッドで画像のイメージ型を取得しています。

BufferedImage.getTypeメソッド

public static int getType()
■イメージ型を返します。
  パラメータ なし

  戻り値     BufferedImage のイメージ型を返します。

044:    		// 変数を宣言
045:    		int x, y_s, y_e;	// ピクセル座標
046:    		int width, height;	// 画像サイズ
047:    		int color_s, color_e;	// 色

画像の回転で使う変数を宣言しています。

049:    		// 画像サイズの取得
050:    		width = img.getWidth();
051:    		height= img.getHeight();

widthに画像の幅(ピクセル)、heightに画像の高さ(ピクセル)を代入しています。

053:    		// 上下反転
054:    		for ( x = 0; x < width; ++ x ) {

画像の全てのx座標を参照するループをつくっています。具体的には、変数yを0~width-1に変化させています。

055:    			// Y座標の初期値を代入
056:    			y_s = 0;
057:    			y_e = height - 1;

画素の色を入れ替える最初の上端の座標y_sと、下端の座標y_eに初期値を代入しています。

058:    			while ( y_s < y_e ) {

y_sがy_eより小さいときに繰り返すループを作成しています。

059:    				// (x,y_s)の色を取得
060:    				color_s = img.getRGB( x, y_s );
061:    
062:    				// (x,y_e)の色を取得
063:    				color_e = img.getRGB( x, y_e );
064:    
065:    				// color_eを(x,y_s)に設定
066:    				img.setRGB( x, y_s, color_e );
067:    
068:    				// color_sを(x,y_e)に設定
069:    				img.setRGB( x, y_e, color_s );

(x,y_s)と(x,y_e)の色を入れ替えます。具体的には、ピクセル座標(x,y_s)にcolor_eを設定、ピクセル座標(x,y_e)にcolor_sを設定しています。

071:    				// Y座標を更新
072:    				++ y_s;
073:    				-- y_e;

y_sに1をインクリメント(1を足す)、y_eをデクリメント(1を引く)しています。

077:    		try {
078:    			// imgをoutname(出力JPEG)に保存
079:    			result = ImageIO.write( img, "jpeg", new File( outname ) );
080:    		} catch ( Exception e ) {
081:    			// outname(出力JPEG)の保存に失敗したときの処理
082:    			e.printStackTrace();
083:    			return;
084:    		}

BufferedImageクラスのimgのメモリ内のデータを、出力JPEG名の変数(outname)に格納されているファイル名で保存します。この場合は、JPEGファイル名が不正であったり、保存先のHDDなどが存在していなかったり、空き容量が少ないなどが原因で処理が失敗する可能性があります。

ImageIO.wrireメソッド

public static boolean write( RenderedImage im, String formatName, File output ) throws IOException
■BufferedImageを画像ファイルに保存します。

  パラメータ RenderedImage : 保存するRenderedImage
                  formatName     : 画像ファイルのフォーマット(png/jpeg/bmp/gifなど)
                  output             : Fileオブジェクト

  戻り値     保存に成功するとtrue、失敗するとfalseを返します。

086:    		// 正常に終了
087:    		System.out.println( "正常に終了しました" );

全ての処理が正常終了すると、ここまで処理が実行されます。

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