java简单实现八叉树图像处理代码示例

网友投稿 315 2023-03-04


java简单实现八叉树图像处理代码示例

一晃工作有段时间了,第一次写博客,有点不知道怎么写,大家将就着看吧,说的有什么不正确的也请大家指正。

最近工作中用到了一个图像压缩的功能。找了一些工具,没有太好的选择。最后选了一个叫jdeli的,奈何效率又成了问题。我迫于无奈就只能研究了下它的源码,却发现自己对它的一个减色量化算法起了兴趣,可是尴尬的自己完全不明白它写的什么,就起了一个自己实现一个量化颜色算法的念头。

自己找了一些资料,找到三个比较常用的颜色处理算法:

流行色算法:

具体的算法就是,先对一个图像的所有颜色出现的次数进行统计,选举出出现次数最多的256个颜色作为图片的调色板的颜色,然后再次遍历图片的所有像素,对每个像素找出调色板中的最接近的颜色(这里我用的是方差的方式),写回到图片中。这个算法的实现比较简单,但是失真比较严重,图像中一些出现频率较低,但对人眼的视觉效挺明显的信息将丢失。比如,图像中存在的高亮度斑点,由于出现的次数少,很可能不能被算法选中,将被丢失。

中位切分算法:

这个算法我没有研究,想要了解的同学,可以看下这篇文章,里面有三种算法的介绍。

八叉树

这个算法就是我最后选用的算法,它的主要思想就是把图像的RGB颜色值转成二进制分布到八叉树中,例如:(173,234,144)

转成二进制就是(10101101,11101010,10010000),将R,G,B的第一位取出来组成(111),作为root节点的子节点,其中111作为root子节点数组的索引,以此类推,一直到最后一位,然后在叶子节点上存放这个颜色的分量值以及其出现的次数。具体看图。

其中我比较疑惑的有一个处理就是叶子节点的合并策略,这儿我用的最笨的一个方法,就是找到层次最深的节点,然后合并,有点简单粗暴,有别的比较好的方法,也请大家给我留言。图片太大上传不了了,直接上代码了,代码没有重构,大家凑合看吧。

package com.gys.pngquant.octree;

import java.util.ArrayList;

import java.util.HashMap;

import java.util.List;

import java.util.Map;

/**

*

*

* @ClassName 类名:Node

* @Description 功能说明:

*

* 八叉树实现

*

*

* 2015-12-16 ghttp://uoys 创建该类功能。

*

**********************************************************

*

*/

public class Node{

private int depth = 0;

// 为0时为root节点

private Node parent;

private Node[] children = new Node[8];

private Boolean isLeaf = false;

private int rNum = 0;

private int gNum = 0;

private int bNum = 0;

private int piexls = 0;

private Map> levelMapping;

// 存放层次和node的关系

public int getRGBValue(){

int r = this.rNum / this.piexls;

int g = this.gNum / this.piexls;

int b = this.bNum / this.piexls;

return (r << 16 | g << 8 | b);

}

public Map> getLevelMapping() {

return levelMapping;

}

public void afterSetParam(){

if(this.getParent() == null && this.depth == 0){

levelMapping = new HashMap>();

for (int i = 1; i <= 8; i++) {

levelMapping.put(i, new ArrayList());

}

}

}

public int getrNum() {

return rNum;

}

public void setrNum(int rNum) {

if(!isLeaf){

throw new UnsupportedOperationException();

}

this.rNum = rNum;

}

public int getgNum() {

return gNum;

}

public void setgNum(int gNum) {

if(!isLeaf){

throw new UnsupportedOperationException();

}

this.gNum = gNum;

}

public int getbNum() {

return bNum;

}

public void setbNum(int bNum) {

if(!isLeaf){

throw new UnsupportedOperationException();

}

this.bNum = bNum;

}

public int getPiexls() {

return piexls;

}

public void setPiexls(int piexls) {

if(!isLeaf){

throw new UnsupportedOperationException();

}

this.piexls = piexls;

}

public int getDepth() {

return depth;

}

// 返回节点原有的子节点数量

public int mergerLeafNode(){

if(this.isLeaf){

return 1;

}

this.setLeaf(true);

int rNum = 0;

int gNum = 0;

int bNum = 0;

int pixel = 0;

int i = 0;

for (Node child : this.children) {

if(child == null){

continue;

}

rNum += child.getrNum();

gNum += child.getgNum();

bNum += child.getbNum();

pixel += child.getPiexls();

i += 1;

}

this.setrNum(rNum);

this.setgNum(gNum);

this.setbNum(bNum);

this.setPiexls(pixel);

this.children = null;

return i;

}

// 获取最深层次的node

public Node getDepestNode(){

for (int i = 7; i > 0; i--) {

List levelList = this.levelMapping.get(i);

if(!levelList.isEmpty()){

return levelList.remove(levelList.size() - 1);

khKsCu }

}

return null;

}

// 获取叶子节点的数量

public int getLeafNum(){

if(isLeaf){

return 1;

}

int i = 0;

for (Node child : this.children) {

if(child != null){

i += child.getLeafNum();

}

}

return i;

}

public void setDepth(int depth) {

this.depth = depth;

}

public Node getParent() {

return parent;

}

public void setParent(Node parent) {

this.parent = parent;

}

public Node[] getChildren() {

return children;

}

public Nodehttp:// getChild(int index){

return children[index];

}

public void setChild(int index, Node node){

children[index] = node;

}

public Boolean isLeaf() {

return isLeaf;

}

public void setPixel(int r, int g, int b){

this.rNum += r;

this.gNum += g;

this.bNum += b;

this.piexls += 1;

}

public void setLeaf(Boolean isLeaf) {

this.isLeaf = isLeaf;

}

public void add8Bite2Root(int _taget, int _speed){

if(depth != 0 || this.parent != null){

throw new UnsupportedOperationException();

}

int speed = 7 + 1 - _speed;

int r khKsCu= _taget >> 16 & 0xFF;

int g = _taget >> 8 & 0xFF;

int b = _taget & 0xFF;

Node proNode = this;

for (int i=7;i>=speed;i--){

int item = ((r >> i & 1) << 2) + ((g >> i & 1) << 1) + (b >> i & 1);

Node child = proNode.getChild(item);

if(child == null){

child = new Node();

child.setDepth(8-i);

child.setParent(proNode);

child.afterSetParam();

this.levelMapping.get(child.getDepth()).add(child);

proNode.setChild(item, child);

}

if(i == speed){

child.setLeaf(true);

}

if(child.isLeaf()){

child.setPixel(r, g, b);

break;

}

proNode = child;

}

}

public static Node build(int[][] matrix, int speed){

Node root = new Node();

root.afterSetParam();

for (int[] row : matrix) {

for (int cell : row) {

root.add8Bite2Root(cell, speed);

}

}

return root;

}

public static byte[] mergeColors(Node root, int maxColors){

byte[] byteArray = new byte[maxColors * 3];

List result = new ArrayList();

int leafNum = root.getLeafNum();

try{

while(leafNum > maxColors){

int mergerLeafNode = root.getDepestNode().mergerLeafNode();

leafNum -= (mergerLeafNode - 1);

}

}

catch(Exception e){

e.printStackTrace();

}

fillArray(root, result, 0);

int i = 0;

for (byte byte1 : result) {

byteArray[i++] = byte1;

}

return byteArray;

}

private static void fillArray(Node node, List result, int offset){

if(node == null){

return;

}

if(node.isLeaf()){

result.add((byte) (node.getrNum() / node.getPiexls()));

result.add((byte) (node.getgNum() / node.getPiexls()));

result.add((byte) (node.getbNum() / node.getPiexls()));

} else{

for (Node child : node.getChildren()) {

fillArray(child, result, offset);

}

}

}

}

可怜我大学唯二挂的数据结构。代码实现的只是八叉树,对一个1920*1080图片量化,耗时大概是450ms,如果层次-2的话大概是100ms左右。

好吧,这篇就这样吧,本来写之前,感觉自己想说的挺多的,结果写的时候就不知道怎么说了,大家见谅。

总结

以上就是本文关于java简单实现八叉树图像处理代码示例的全部内容,希望对大家有所帮助。感兴趣的朋友可以继续参阅本站其他相关专题,如有不足之处,欢迎留言指出。感谢朋友们对本站的支持!


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