2017.11.17
Ｎ値化
はじめに
Javaソースコード
NColor.java
001 002 003 004 005 006 007 008 009 010 011 012 013 014 015 016 017 018 019 020 021 022 023 024 025 026 027 028 029 030 031 032 033 034 035 036 037 038 039 040 041 042 043 044 045 046 047 048 049 050 051 052 053 054 055 056 057 058 059 060 061 062 063 064 065 066 067 068 069 070 071 072 073 074 075 076 077 078 079 080 081 082 083 084 085 086 087 088 089 090 091 092 093 094 095 096 097 098 099 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164
import java.awt.image.BufferedImage; import java.io.File; import javax.imageio.ImageIO; import java.io.IOException; public class NColor { // 最も近い値を格納した配列の添え字を求める public static int getNearestValue( int[] list, int v ) { // 変数の宣言 int i; // ループ用 int num; // 配列の添え字 int minv; // 配列値-指定値vの絶対値 // 配列の個数が1未満の処理 if ( 1 >list.length ) return -1; // 指定値と全ての配列値の差を比較 num = 0; minv = Math.abs( list[ 0 ] - v ); for ( i = 1; i < list.length; ++ i ) { if ( Math.abs( list[ i ] - v ) < minv ) { num = i; minv = Math.abs( list[ i ] - v ); } } return num; } // メイン public static void main( String[] args ) { // 結果格納フラグ boolean result; // ファイル名 String inname, outname; // 画像格納クラス BufferedImage img = null; // 色リスト int[] colorlist; // 256色→N色変換テーブル int[] converttbl; // 入力した引数が４つ以上かを調べる if ( 4 > args.length ) { // 入力した引数が２つ未満の場合、使用方法を表示する System.out.println( "NColor [入力JPEG名] [出力PNG名] [値1] [値2] .." ); return; } // 入力JPEG名をinnameに代入（拡張子".jpg"省略なし） inname = args[ 0 ]; // 出力PNG名をoutnameに代入（拡張子".png"省略なし） outname = args[ 1 ]; // 色リストの作成 colorlist = new int[ args.length - 2 ]; for ( int i = 2; i < args.length; ++ i ) { // 値をcolorlistに代入 try { // 文字列をintに変換して値を代入 colorlist[ i - 2 ] = Integer.valueOf( args[ i ] ); } catch( NumberFormatException ne ) { System.out.println( "引数が不正です" ); return; } } // JPEG画像の読み込み try { // inname(入力JPEG)を読み込んでimgにセット img = ImageIO.read( new File( inname ) ); } catch (Exception e) { // inname(入力JPEG)の読み込みに失敗したときの処理 e.printStackTrace(); return; } // 画像の色の持ち方をチェック if ( BufferedImage.TYPE_3BYTE_BGR != img.getType() ) { System.out.println( "対応していないカラーモデルです！(" + inname +")" ); return; } // Ｎ値に変換 int x, y; int width, height; int color, r, g, b; int p; int newcolor; // 画像サイズの取得 width = img.getWidth(); height= img.getHeight(); // 256色→N色変換テーブル作成 converttbl = new int[ 256 ]; for ( int i = 0; i < 256; ++ i ) { // iに一番近い値を取得 int num = getNearestValue( colorlist, i ); if ( 0 <= num ) { // 配列の添え字numから色を取得 p = colorlist[ num ]; // pを0～255の範囲に変換 if ( 0 > p ) p = 0; else { if ( 255 < p ) p = 255; } converttbl[ i ] = p; } } // N色変換 for ( y = 0; y < height; ++ y ) { for ( x = 0; x < width; ++ x ) { // (x,y)の色を取得 color = img.getRGB( x, y ); // 色をr,g,bに分解 r = ( color >> 16 ) & 0xff; g = ( color >> 8 ) & 0xff; b = color & 0xff; // rgbに重みを付けてpを計算 p = (int)( 0.29891 * (double)r + 0.58661 * (double)g + 0.11448 * (double)b ); // 256色→N色変換テーブルから変換色を取得 p = converttbl[ p ]; // r,g,bにpを代入 r = p; g = p; b = p; // r,g,bの色を合成 newcolor = ( r << 16 ) + ( g << 8 ) + b; // 合成した色を(x,y)に設定 img.setRGB( x, y, newcolor ); } } // PNG画像の保存 try { // imgをoutname(出力PNG)に保存 result = ImageIO.write( img, "png", new File( outname ) ); } catch ( Exception e ) { // outname(出力JPEG)の保存に失敗したときの処理 e.printStackTrace(); return; } // 正常に終了 System.out.println( "正常に終了しました" ); } }
コンパイル ソースコードが「ANSI」の場合
C:\talavax\javasample>javac -encoding sjis NColor.java
コンパイル ソースコードが「UTF-8」の場合
C:\talavax\javasample>javac NColor.java
実行
C:\talavax\javasample>java NColor sampleimage001_400x320.jpg ncolor2.png 0 255
・元の画像(sampleimage001_400x320.jpg)
・変換後の画像(ncolor2.png)
３つの値で実行した例は、以下のとおりです。
実行
C:\talavax\javasample>java NColor sampleimage001_400x320.jpg ncolor3.png 0 200 255
・元の画像(sampleimage001_400x320.jpg)
・変換後の画像(ncolor3.png)
Javaソースコードの解説
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。
001 002 003 004
import java.awt.image.BufferedImage; import java.io.File; import javax.imageio.ImageIO; 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クラスとBufferedImageクラスが利用できるようになります。
006
public class NColor {
クラス名を、NColorとしています。
007 008
// 最も近い値を格納した配列の添え字を求める public static int getNearestValue( int[] list, int v )
010 011 012 013
// 変数の宣言 int i; // ループ用 int num; // 配列の添え字 int minv; // 配列値-指定値vの絶対値
015 016
// 配列の個数が1未満の処理
if ( 1 >list.length ) return -1;
018 019 020
// 指定値と全ての配列値の差を比較
num = 0;
minv = Math.abs( list[ 0 ] - v );
求める値の候補（初期値）として配列の先頭(list[0])の情報を変数numと変数minvに代入しています。numには配列の先頭の添え字である0、minvには指定値vと配列の先頭の値(list[0])との差の絶対値を代入しています。
021 022 023 024 025 026
for ( i = 1; i < list.length; ++ i ) {
if ( Math.abs( list[ i ] - v ) < minv ) {
num = i;
minv = Math.abs( list[ i ] - v );
}
}
指定値と配列の２番目の値から最後の値の差を計算していき、その差がminvより小さくなるときにnumとminvの値を変更していきます。
028
return num;
032 033
// メイン 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。
034 035 036 037 038 039 040 041 042 043
// 結果格納フラグ boolean result; // ファイル名 String inname, outname; // 画像格納クラス BufferedImage img = null; // 色リスト int[] colorlist; // 256色→N色変換テーブル int[] converttbl;
このプログラムで使う変数を宣言しています。
045 046 047 048 049 050
// 入力した引数が４つ以上かを調べる if ( 4 > args.length ) { // 入力した引数が２つ未満の場合、使用方法を表示する System.out.println( "NColor [入力JPEG名] [出力PNG名] [値1] [値2] .." ); return; }
052 053 054 055
// 入力JPEG名をinnameに代入（拡張子".jpg"省略なし） inname = args[ 0 ]; // 出力PNG名をoutnameに代入（拡張子".png"省略なし） outname = args[ 1 ];
057 058 059 060 061 062 063 064 065 066 067 068 069 070
// 色リストの作成 colorlist = new int[ args.length - 2 ]; for ( int i = 2; i < args.length; ++ i ) { // 値をcolorlistに代入 try { // 文字列をintに変換して値を代入 colorlist[ i - 2 ] = Integer.valueOf( args[ i ] ); } catch( NumberFormatException ne ) { System.out.println( "引数が不正です" ); return; } }
072 073 074 075 076 077 078 079 080
// JPEG画像の読み込み try { // inname(入力JPEG)を読み込んでimgにセット img = ImageIO.read( new File( inname ) ); } catch (Exception e) { // inname(入力JPEG)の読み込みに失敗したときの処理 e.printStackTrace(); return; }
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。
082 083 084 085 086 087 088
// 画像の色の持ち方をチェック if ( BufferedImage.TYPE_3BYTE_BGR != img.getType() ) { System.out.println( "対応していないカラーモデルです！(" + inname +")" ); return; }
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。
090 091 092 093 094 095
// Ｎ値に変換 int x, y; int width, height; int color, r, g, b; int p; int newcolor;
Ｎ値変換で使う変数を宣言しています。
097 098 099
// 画像サイズの取得
width = img.getWidth();
height= img.getHeight();
101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117
// 256色→N色変換テーブル作成 converttbl = new int[ 256 ]; for ( int i = 0; i < 256; ++ i ) { // iに一番近い値を取得 int num = getNearestValue( colorlist, i ); if ( 0 <= num ) { // 配列の添え字numから色を取得 p = colorlist[ num ]; // pを0～255の範囲に変換 if ( 0 > p ) p = 0; else { if ( 255 < p ) p = 255; } converttbl[ i ] = p; } }
0～255の値に最も近い値をgetNearestValueメソッドで求め、その値を配列converttblに格納しています。値が0未満になった場合には0を、255を超えた場合は255を格納しています。
119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149
// N色変換 for ( y = 0; y < height; ++ y ) { for ( x = 0; x < width; ++ x ) { // (x,y)の色を取得 color = img.getRGB( x, y ); // 色をr,g,bに分解 r = ( color >> 16 ) & 0xff; g = ( color >> 8 ) & 0xff; b = color & 0xff; // rgbに重みを付けてpを計算 p = (int)( 0.29891 * (double)r + 0.58661 * (double)g + 0.11448 * (double)b ); // 256色→N色変換テーブルから変換色を取得 p = converttbl[ p ]; // r,g,bにpを代入 r = p; g = p; b = p; // r,g,bの色を合成 newcolor = ( r << 16 ) + ( g << 8 ) + b; // 合成した色を(x,y)に設定 img.setRGB( x, y, newcolor ); } }
画像の中の全てのピクセルの座標を参照するループをつくり、その座標の色情報を取得しています。具体的には、変数yを0～height-1、変数xを0～width-1に変化させながら計算したグレー値をカラーテーブル(配列converttbl)で変換しています。
BufferedImage.getRGBメソッド
public static int getRGB( int x, int y )
・(x,y)で指定した画像座標の色情報を取得します。 パラメータ x : 画像のx座標(単位ピクセル) y : 画像のy座標(単位ピクセル) 戻り値 (x,y)の色情報
151 152 153 154 155 156 157 158 159
// PNG画像の保存 try { // imgをoutname(出力PNG)に保存 result = ImageIO.write( img, "png", new File( outname ) ); } catch ( Exception e ) { // outname(出力JPEG)の保存に失敗したときの処理 e.printStackTrace(); return; }
BufferedImageクラスのimgのメモリ内のデータを、出力PNG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、PNG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。
161 162
// 正常に終了 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。
以上です。
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