Java Aberto: Processamento Digital de Imagens (PDI) com Java

Tratar imagens digitalmente é uma coisa cada vez mais comum, seja para fazer correções de luz, cor, retirar imperfeições ou tratá-las para uma determinada finalidade, como identificar elementos na imagem de forma automática (ex: identificar uma placa de carro em uma imagem).

Para tal, é necessária a utilização de um ou de vários filtros para que o objetivo seja alcançado. A seguir, uma lista com alguns dos filtros mais usados e uma breve explicação sobre eles:

Desaturação (escala de cinza): deixa uma imagem em escala de cinza, ou seja, uma imagem colorida terá apenas pixels brancos, pretos ou cinzas;
Binarização (Threshold): consiste em deixar uma imagem em preto e branco, cada pixel da imagem original se transforma em um pixel totalmente branco (RGB #FFFFFF) ou totalmente preto (RGB #000000). Para determinar se um pixel da imagem original se tornará preto ou branco é usado um limiar, um valor que determina a partir de qual ponto um pixel se tornará preto ou se tornará branco. A imagem tratada por este filtro não contém pixel cinza, apenas preto e/ou branco, diferente da desaturação;
Negativo: este filtro faz com que a cor de cada pixel da imagem original se transforme na cor inversa (ex: pixel branco se transforma em pixel preto). A cor inversa é o valor da subtração entre 255 e o valor RGB. Ex: para um amarelo com valor RGB 255, 240, 0, sua cor inversa é o RGB 0, 15, 255.
Mediana: filtro usado para eliminar ruídos da imagem. O algoritmo faz um cálculo da média de cores de uma certa região de pixels e determina a cor média daquele trecho da imagem. Se houver um pixel preto (ruído) em meio há vários pixels brancos a aplicação do filtro eliminará este pixel preto, tirando o ruído da imagem.

Saiba mais sobre tratamento digital de imagens: PDI

Conheça os principais filtros do Adobe Photoshop: Filtros Photoshop

Bom, agora vamos ao que interessa: criar os filtros utilizando a linguagem JAVA!

Vou criar uma classe chamada App1 que simplesmente vai aplicar o filtro para deixar uma imagem em escala de cinza, e outra classe chamada Filtro que conterá os algoritmos dos filtros. A classe Exibicao servirá apenas para exibir as imagens utilizadas em um componente JFrame, nada muito funcional, apenas para deixar o exemplo mais “bonitinho”.

fonte (oxenteexception)

App1.java

public class App1 {

    public static void main(String[] args) throws IOException {

        try {

            //carrega nova imagem

            BufferedImage imagem1 = ImageIO.read(new File("images/imagem1.jpg"));

            //instancia um filtro e aplica a escala de cinza

            Filtro filtro = new Filtro();

            filtro.escalaDeCinza(imagem1);

            //gera uma nova imagem a partir da imagem1

            ImageIO.write(imagem1,"jpg",new File("images/imagem2.jpg"));

            //aqui apenas para demonstração,

            //carreguei novamente as duas imagens para exibi-las dentro de um JFrame

            imagem1 = ImageIO.read(new File("images/imagem1.jpg"));

            BufferedImage imagem2 = ImageIO.read(new File("images/imagem2.jpg"));

            Exibicao show = new Exibicao();

            show.exibirImagem(imagem1, imagem2);

            System.out.println("Filtro aplicado com sucesso!");

        }

        catch(IOException e){

            System.out.println("Erro! Verifique se o arquivo especificado existe e tente novamente.");

        }

        catch(Exception e){

            System.out.println("Erro! " + e.getMessage());

        }

    }

}

Filtro.java

public class Filtro {

    //método de aplicação do filtro escala de cinza

    //recebe como parâmetro uma imagem

    public static BufferedImage escalaDeCinza(BufferedImage imagem) {

        //pegar largura e altura da imagem

        int width = imagem.getWidth();

        int height = imagem.getHeight();

        int media = 0;

        //laço para varrer a matriz de pixels da imagem

        for (int i = 0; i < width; i++) {

            for (int j = 0; j < height; j++) {               //rgb recebe o valor RGB do pixel em questão                int rgb = imagem.getRGB(i, j);              int r = (int)((rgb&0x00FF0000)>>>16); //R

                int g = (int)((rgb&0x0000FF00)>>>8);  //G

                int b = (int) (rgb&0x000000FF);       //B

                //media dos valores do RGB

                //será o valor do pixel na nova imagem

                media = (r + g + b) / 3;

                //criar uma instância de Color

                Color color = new Color(media, media, media);

                //setar o valor do pixel com a nova cor

                imagem.setRGB(i, j, color.getRGB());

            }

        }

        return imagem;

    }

    public static BufferedImage negativo(BufferedImage image) {

        int width = image.getWidth();

        int height = image.getHeight();

        for (int i = 0; i < width; i++) {

            for (int j = 0; j < height; j++) {               int rgb = image.getRGB(i, j);               //a cor inversa é dado por 255 menos o valor da cor                 int r = 255 - (int)((rgb&0x00FF0000)>>>16);

                int g = 255 - (int)((rgb&0x0000FF00)>>>8);

                int b = 255 - (int) (rgb&0x000000FF);

                Color color = new Color(r, g, b);

                image.setRGB(i, j, color.getRGB());

            }

        }

        return image;

    }

    public static BufferedImage threshold(BufferedImage image, int limiar) {

        int width = image.getWidth();

        int height = image.getHeight();

        for (int i = 0; i < width; i++) {

            for (int j = 0; j < height; j++) {               int rgb = image.getRGB(i, j);               int r = (int)((rgb&0x00FF0000)>>>16);

                int g = (int)((rgb&0x0000FF00)>>>8);

                int b = (int) (rgb&0x000000FF);

                int media = (r + g + b) / 3;

                Color white = new Color(255, 255, 255);

                Color black = new Color(0, 0, 0);

                //como explicado no artigo, no threshold definimos um limiar,

                //que é um valor "divisor de águas"

                //pixels com valor ABAIXO do limiar viram pixels PRETOS,

                //pixels com valor ACIMA do limiar viram pixels BRANCOS

                if (media < limiar)

                    image.setRGB(i, j, black.getRGB());

                else

                    image.setRGB(i, j, white.getRGB());

            }

        }

        return image;

    }

Exibicao.java

public class Exibicao {

    public static void exibirImagem(BufferedImage image) {

        ImageIcon icon = new ImageIcon(image);

        JLabel imageLabel = new JLabel(icon);

        JFrame frame = new JFrame();

        Container contentPane = frame.getContentPane();

        contentPane.setLayout(new GridLayout());

        contentPane.add(new JScrollPane(imageLabel));

        frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);

        frame.setSize(800, 600);

        frame.setVisible(true);

    }

    public static void exibirImagem(BufferedImage image, BufferedImage image2) {

        ImageIcon icon = new ImageIcon(image);

        JLabel imageLabel = new JLabel(icon);

        ImageIcon icon2 = new ImageIcon(image2);

        JLabel imageLabel2 = new JLabel(icon2);

        JFrame frame = new JFrame();

        Container contentPane = frame.getContentPane();

        contentPane.setLayout(new GridLayout());

        contentPane.add(new JScrollPane(imageLabel));

        contentPane.add(new JScrollPane(imageLabel2));

        frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);

        frame.setSize(1100, 680);

        frame.setVisible(true);

    }

}