2016.05.26
ノイズ画像の作成
はじめに
Javaソースコード
Noise1.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
import java.awt.image.BufferedImage; import java.io.File; import javax.imageio.ImageIO; import java.io.IOException; public class Noise1 { public static void main( String[] args ) { // 変数宣言 int w, h; // 画像の幅・高さ double noiserate; // ノイズの割合 String outname; // 出力ファイル名 BufferedImage img = null; // 画像格納クラス // 入力した引数が4以上かを調べる if ( 4 > args.length ) { // 入力した引数が4未満の場合、使用方法を表示する System.out.println( "Noise1 [出力PNG名][幅][高][ノイズの割合%]" ); return; } try { // 引数を変換し、画像サイズに代入 w = Integer.valueOf( args[ 1 ] ); h = Integer.valueOf( args[ 2 ] ); // 引数を変換し、ノイズの割合に代入 noiserate = Double.valueOf( args[ 3 ] ); } catch( NumberFormatException ne ) { System.out.println( "引数が不正です" ); return; } // 出力PNG名をoutnameに代入（拡張子".png"省略なし） outname = args[ 0 ]; // 新しい画像を作成 // ２４ビットカラーの画像を作成 try { img = new BufferedImage( w, h, BufferedImage.TYPE_INT_RGB ); } catch ( Exception e ) { // 画像作成に失敗したときの処理 e.printStackTrace(); return; } // ノイズ画像の作成 int x, y; int r, g, b, color; double rate; for ( y = 0; y < h; ++ y ) { for ( x = 0; x < w; ++ x ) { // 乱数を発生 rate = Math.random() * 100.0; // ノイズ色を決定 if ( noiserate > rate ) { // ノイズとして黒色を設定 r = 0; g =0; b =0; } else { // ノイズでない白色を設定 r = 255; g = 255; b = 255; } // r,g,bの色を合成 color = ( r << 16 ) + ( g << 8 ) + b; // 合成した色を(x,y)に設定 img.setRGB( x, y, color ); } } try { // imgをoutname(出力PNG)に保存 boolean result; result = ImageIO.write( img, "PNG", new File( outname ) ); } catch ( Exception e ) { // outname(出力PNG)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 Noise1.java
コンパイル ソースコードが「UTF-8」の場合
C:\talavax\javasample>javac Noise1.java
実行
C:\talavax\javasample>java Noise1 noise05.png 256 256 5.0
実行結果 ノイズ画像(5%)
以下は、ノイズ発生率２０％、５０％、７０％、９０％の画像です。
ノイズ画像(20%)
ノイズ画像(50%)
ノイズ画像(70%)
ノイズ画像(90%)
Javaソースコードの解説
001 002 003 004 005
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「java.awt.image.RasterFormatException」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クラスとRasterFormatExceptionが利用できるようになります。
006
public class Noise1 {
クラス名を、Noise1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。
008 009 010 011 012
// 変数宣言 int w, h; // 画像の幅・高さ double noiserate; // ノイズの割合 String outname; // 出力ファイル名 BufferedImage img = null; // 画像格納クラス
このプログラムで使う変数を宣言しています。
014 015 016 017 018 019 020
// 入力した引数が4以上かを調べる if ( 4 > args.length ) { // 入力した引数が4未満の場合、使用方法を表示する System.out.println( "Noise1 [出力PNG名][幅][高][ノイズの割合%]" ); return; }
022 023 024 025 026 027 028 029 030 031 032 033
try { // 引数を変換し、画像サイズに代入 w = Integer.valueOf( args[ 1 ] ); h = Integer.valueOf( args[ 2 ] ); // 引数を変換し、ノイズの割合に代入 noiserate = Double.valueOf( args[ 3 ] ); } catch( NumberFormatException ne ) { System.out.println( "引数が不正です" ); return; }
035 036
// 出力PNG名をoutnameに代入（拡張子".png"省略なし）
outname = args[ 0 ];
038 039 040 041 042 043 044 045 046 047
// 新しい画像を作成 // ２４ビットカラーの画像を作成 try { img = new BufferedImage( w, h, BufferedImage.TYPE_INT_RGB ); } catch ( Exception e ) { // 画像作成に失敗したときの処理 e.printStackTrace(); return; }
BufferedImageコンストラクタ
BufferedImage( int width, int height, int imageType )
・新しい BufferedImage を構築します。 パラメータ width : 構築する画像の横ピクセル height : 構築する画像の縦ピクセル imageType : 構築する画像のイメージ形式
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、PNG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。
049 050 051 052
// ノイズ画像の作成 int x, y; int r, g, b, color; double rate;
054 055
for ( y = 0; y < h; ++ y ) { for ( x = 0; x < w; ++ x ) {
056 057
// 乱数を発生
rate = Math.random() * 100.0;
乱数からパーセントを計算した値（0.0～99.999..）を変数rateに代入しています。Math.randomメソッドは、0.0～0.99999..の乱数を発生するので、その値に100.0を掛けることでパーセントを計算しています。
Math.randomメソッド
public static double Math.random()
・乱数を返します。 パラメータ なし 戻り値 0.0以上、1.0未満の乱数
059 060 061 062 063 064 065 066 067 068 069 070 071
// ノイズ色を決定 if ( noiserate > rate ) { // ノイズとして黒色を設定 r = 0; g =0; b =0; } else { // ノイズでない白色を設定 r = 255; g = 255; b = 255; }
引数で指定したノイズの割合(noiserate)より、乱数から作成した値(rate)が小さければノイズと判定し、ピクセルの色を黒にします。大きければ色を白にします。この処理で、指定したノイズ割合を大きくすれば、ノイズの発生率が高くなるようにしています。
073 074
// r,g,bの色を合成
color = ( r << 16 ) + ( g << 8 ) + b;
076 077
// 合成した色を(x,y)に設定
img.setRGB( x, y, color );
色(変数color)を(x,y)に代入しています。
081 082 083 084 085 086 087 088 089
try { // imgをoutname(出力PNG)に保存 boolean result; result = ImageIO.write( img, "PNG", new File( outname ) ); } catch ( Exception e ) { // outname(出力PNG)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。
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