Java-画像からピクセル配列を取得
BufferedImage からピクセルデータ（int[][]形式）を取得する最速の方法を探しています。私の目標は、(x, y)を使用して、画像からピクセルint[x][y]をアドレス指定できるようにすることです。私が見つけたすべてのメソッドはこれを行いません（それらのほとんどはint[]sを返します）。
私はこの同じテーマで遊んでいました。これはピクセルにアクセスする最も速い方法です。現在、これを行うための2つの方法を知っています。
- @tskuzzyの答えで説明されているように、BufferedImageの
getRGB()メソッドを使用します。 以下を使用してピクセル配列に直接アクセスします。
byte[] pixels = ((DataBufferByte) bufferedImage.getRaster().getDataBuffer()).getData();
大きな画像を使用していて、パフォーマンスが問題になる場合、最初の方法は絶対にやめましょう。 getRGB()メソッドは、alpha、red、green、blueの値を1つのintに結合し、結果を返します。ほとんどの場合、これらの値を取得するには逆の操作を行います。
2番目のメソッドは、各ピクセルの赤、緑、青の値を直接返し、アルファチャネルがある場合はアルファ値を追加します。この方法を使用すると、インデックスの計算は難しくなりますが、最初のアプローチよりもはるかに高速です。
私のアプリケーションでは、最初のアプローチから2番目のアプローチに切り替えるだけで、ピクセルの処理時間を90％以上短縮できました。
以下は、2つのアプローチを比較するために設定した比較です。
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";
}
}
出力を推測できますか？ ;）
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
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このようなもの？
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 );
Motaの答えが私に10倍の速度向上をもたらしたことがわかりました-Motaに感謝します。
コンストラクターでBufferedImageを取得し、BufferedImage.getRGB（x、y）を使用してコードの代わりにドロップする同等のgetRBG（x、y）メソッドを公開する便利なクラスでコードをラップしました。
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;
}
}
Motaの答えは、BufferedImageがモノクロビットマップからのものでない限り、すばらしいものです。モノクロビットマップには、ピクセルに2つの値しかありません（たとえば、0 =黒と1 =白）。モノクロビットマップが使用される場合、
final byte[] pixels = ((DataBufferByte) image.getRaster().getDataBuffer()).getData();
呼び出しは、各バイトに複数のピクセルが含まれるように、未加工のピクセル配列データを返します。
したがって、モノクロビットマップイメージを使用してBufferedImageオブジェクトを作成する場合、これは使用するアルゴリズムです。
/**
* 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;
}
便利な場合は、これを試してください：
BufferedImage imgBuffer = ImageIO.read(new File("c:\\image.bmp"));
byte[] pixels = (byte[])imgBuffer.getRaster().getDataElements(0, 0, imgBuffer.getWidth(), imgBuffer.getHeight(), null);
これは私のために働いた：
BufferedImage bufImgs = ImageIO.read(new File("c:\\adi.bmp"));
double[][] data = new double[][];
bufImgs.getData().getPixels(0,0,bufImgs.getWidth(),bufImgs.getHeight(),data[i]);