2016.06.14
画像にノイズを加える
はじめに
Javaソースコード
Noise2.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
import java.awt.image.BufferedImage; import java.io.File; import javax.imageio.ImageIO; import java.io.IOException; public class Noise2 { public static void main( String[] args ) { boolean result; // 結果格納フラグ double noiserate; // ノイズの割合 // ファイル名 String inname, outname; // 画像格納クラス BufferedImage img = null; // 入力した引数が3つ以上かを調べる if ( 3 > args.length ) { // 入力した引数が３つ未満の場合、使用方法を表示する System.out.println( "Noise2 [入力JPEG名] [出力JPEG名] [ノイズの割合%]" ); return; } // 入力JPEG名をinnameに代入（拡張子".jpg"省略なし） inname = args[ 0 ]; // 出力JPEG名をoutnameに代入（拡張子".jpg"省略なし） outname = args[ 1 ]; // 引数を変換し、ノイズの割合に代入 try { noiserate = Double.valueOf( args[ 2 ] ); } catch( NumberFormatException ne ) { System.out.println( "引数が不正です" ); return; } // JPEG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; } // ノイズ画像の作成 int x, y; int width, height; int r, g, b, color; double rate; // 画像サイズの取得 width = img.getWidth(); height= img.getHeight(); // ノイズを加える for ( y = 0; y < height; ++ y ) { for ( x = 0; x < width; ++ x ) { // 乱数を発生 rate = Math.random() * 100.0; // ノイズ色にするかを判定 if ( noiserate > rate ) { // ノイズとして白色を設定 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JPEG)に保存 result = ImageIO.write( img, "jpeg", 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 Noise2.java
コンパイル ソースコードが「UTF-8」の場合
C:\talavax\javasample>javac Noise2.java
実行
C:\talavax\javasample>java Noise2 sampleimage001_400x320.jpg noise2.jpg 20.0
・元の画像(sampleimage001_400x320.jpg)
・ノイズを加えた画像(noise2.jpg)
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 Noise2 {
クラス名を、Noise2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。
008 009 010 011 012 013 014
boolean result; // 結果格納フラグ double noiserate; // ノイズの割合 // ファイル名 String inname, outname; // 画像格納クラス BufferedImage img = null;
このプログラムで使う変数を宣言しています。
016 017 018 019 020 021 022
// 入力した引数が3つ以上かを調べる if ( 3 > args.length ) { // 入力した引数が３つ未満の場合、使用方法を表示する System.out.println( "Noise2 [入力JPEG名] [出力JPEG名] [ノイズの割合%]" ); return; }
024 025 026 027 028 029 030 031 032 033 034 035 036 037
// 入力JPEG名をinnameに代入（拡張子".jpg"省略なし） inname = args[ 0 ]; // 出力JPEG名をoutnameに代入（拡張子".jpg"省略なし） outname = args[ 1 ]; // 引数を変換し、ノイズの割合に代入 try { noiserate = Double.valueOf( args[ 2 ] ); } catch( NumberFormatException ne ) { System.out.println( "引数が不正です" ); return; }
039 040 041 042 043 044 045 046 047
// JPEG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; }
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、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。
049 050 051 052 053 054 055
// 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。
057 058 059 060 061
// ノイズ画像の作成 int x, y; int width, height; int r, g, b, color; double rate;
063 064 065
// 画像サイズの取得
width = img.getWidth();
height= img.getHeight();
067 068 069
// ノイズを加える for ( y = 0; y < height; ++ y ) { for ( x = 0; x < width; ++ x ) {
070 071
// 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
073 074
// ノイズ色にするかを判定
if ( noiserate > rate ) {
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ています。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。
075 076 077 078 079 080 081
// ノイズとして白色を設定 r = 255; g =255; b =255; // r,g,bの色を合成 color = ( r << 16 ) + ( g << 8 ) + b;
083 084
// 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。
089 090 091 092 093 094 095 096
try { // imgをoutname(出力JPEG)に保存 result = ImageIO.write( img, "jpeg", 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。
098 099
// 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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