Android 实时黑白阈值图像

Question

我有一个代码，可以使用以下代码将灰色位图转换为黑白位图：

// scan through all pixels
for (int x = 0; x < width; ++x) {                                                                                                                                                                                               
  for (int y = 0; y < height; ++y) {                                                                                                                                                                                            
    // get pixel color
    pixel = bitmap.getPixel(x, y);                                                                                                                                                                                              
    A = Color.alpha(pixel);                                                                                                                                                                                                     
    R = Color.red(pixel);                                                                                                                                                                                                       
    G = Color.green(pixel);                                                                                                                                                                                                     
    B = Color.blue(pixel);                                                                                                                                                                                                      
    int gray = (int) (0.2989 * R + 0.5870 * G + 0.1140 * B);                                                                                                                                                                    

    // use 128 as threshold, above -> white, below -> black
    if (gray > 128)
    gray = 255;                                                                                                                                                                                                                 
    else
    gray = 0;                                                                                                                                                                                                                   
    // set new pixel color to output bitmap
    bmOut.setPixel(x, y, Color.argb(A, gray, gray, gray));                                                                                                                                                                      
  }
}   

如您所见，我遍历原始位图的所有像素点，然后将颜色的分量与给定阈值（在本例中为 128）进行比较，然后如果高于我说它是白色的，否则它将是黑色像素。

我现在想做的是一个Spinner，可以改变那个阈值，然后BW图像就会不一样。

为此，我需要重新绘制所有图像，这非常耗费 CPU 时间，再次遍历所有像素需要时间。

有什么方法可以实时使用不同的 BW 阈值更改图像？

有人告诉我使用 GIF，然后我会做什么，只是更改 GIF 的查找表值，有人知道 Android 上的这件事吗？

Answer 1

自从提出这个问题以来已经过了一点时间，但我在寻找其他东西时遇到了这个问题并且碰巧有解决方案。 您可以在没有 OpenCV 或任何其他第三方库的情况下实现此目的，仅使用自 API 级别 1 起可用的 ColorMatrixColorFilter。

您可以使用以下矩阵：

//matrix that changes picture into gray scale
public static ColorMatrix createGreyMatrix() {
    ColorMatrix matrix = new ColorMatrix(new float[] {
            0.2989f, 0.5870f, 0.1140f, 0, 0,
            0.2989f, 0.5870f, 0.1140f, 0, 0,
            0.2989f, 0.5870f, 0.1140f, 0, 0,
            0, 0, 0, 1, 0
    });
    return matrix;
}

// matrix that changes gray scale picture into black and white at given threshold.
// It works this way:
// The matrix after multiplying returns negative values for colors darker than threshold
// and values bigger than 255 for the ones higher. 
// Because the final result is always trimed to bounds (0..255) it will result in bitmap made of black and white pixels only
public static ColorMatrix createThresholdMatrix(int threshold) {
    ColorMatrix matrix = new ColorMatrix(new float[] {
            85.f, 85.f, 85.f, 0.f, -255.f * threshold,
            85.f, 85.f, 85.f, 0.f, -255.f * threshold,
            85.f, 85.f, 85.f, 0.f, -255.f * threshold,
            0f, 0f, 0f, 1f, 0f
    });
    return matrix;
}

以下是它们的使用方法：

BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();
options.inScaled = false;

//load source bitmap and prepare destination bitmap
Bitmap pic = BitmapFactory.decodeResource(getResources(), R.drawable.thePicture, options);
Bitmap result = Bitmap.createBitmap(pic.getWidth(), pic.getHeight(),  Bitmap.Config.ARGB_8888);
Canvas c = new Canvas(result);

//first convert bitmap to grey scale:
bitmapPaint.setColorFilter(new ColorMatrixColorFilter(createGreyMatrix()));
c.drawBitmap(pic, 0, 0, bitmapPaint);

//then convert the resulting bitmap to black and white using threshold matrix 
bitmapPaint.setColorFilter(new ColorMatrixColorFilter(createThresholdMatrix(128)));
c.drawBitmap(result, 0, 0, bitmapPaint);

//voilà! You can now draw the result bitmap anywhere You want:
bitmapPaint.setColorFilter(null);
otherCanvas.drawBitmap(result, null, new Rect(x, y, x + size, y + size), bitmapPaint);

希望这会对某人有所帮助。

Answer 2

我建议您考虑使用适用于 Android 的 OpenCV 库。安装后，您可以使用它在图像上的许多其他常用操作中进行快速阈值处理。下面的代码片段会将您的颜色 bitamp 转换为灰度图像和灰度 128 的阈值。

// first convert bitmap into OpenCV mat object
Mat imageMat = new Mat (bitmap.getHeight(), bitmap.getWidth(),
                CvType.CV_8U, new Scalar(4));
Bitmap myBitmap = bitmap.copy(Bitmap.Config.ARGB_8888, true);
Utils.bitmapToMat(myBitmap, imageMat);

// now convert to gray
Mat grayMat = new Mat ( bitmap.getHeight(), bitmap.getWidth(),
            CvType.CV_8U, new Scalar(1));
Imgproc.cvtColor(imageMat, grayMat, Imgproc.COLOR_RGB2GRAY, 1);

// get the thresholded image
Mat thresholdMat = new Mat ( bitmap.getHeight(), bitmap.getWidth(),
            CvType.CV_8U, new Scalar(1));
Imgproc.threshold(grayMat, thresholdMat , 128, 255, Imgproc.THRESH_BINARY);

// convert back to bitmap for displaying
Bitmap resultBitmap = Bitmap.createBitmap(bitmap.cols(), bitmap.rows(),
                Bitmap.Config.ARGB_8888);
thresholdMat.convertTo(thresholdMat, CvType.CV_8UC1);
Utils.matToBitmap(thresholdMat, resultBitmap);

Answer 3

GIF 在标题中有一个调色板，它为每个“值”关联与其相关的颜色 (Wikipedia entry)。问题是：过去他们认为 256 种颜色就足够了，这就是调色板条目的数量。您可以将GifDecoder.java 类与包含 256 个条目和两个值的本地颜色表一起使用：您的两个输出 0 和 255。但在一天结束时，有一个循环检查 对于每个字节，通过调色板查找关联哪个值 (this is the line)。不比你的代码快一点。

另一种加快速度的方法是使用 OpenGL 来生成阈值（假设无论如何你都要在屏幕上绘制位图，对吧？）。这需要 一堆 额外的代码，幸运的是 this tutorial 完全符合您的要求，减去了阈值部分。

对于阈值处理，需要编译 OpenGL 程序（在 GlRenderer::onSurfaceChanged 上）并每次都使用（在 GlRenderer::onDrawFrame 上）。该程序有两个着色器，它们将以光速对每个像素进行阈值处理！ （好吧，也许有点慢，但非常快！）。

着色器如下所示。如果我可以帮助您将它们插入示例代码，请告诉我。

private static final String mVertexShader =
    "attribute vec4 aPosition;\n" +
    "attribute vec4 aTextureCoord;\n" +
    "varying vec2 vTextureCoord;\n" +
    "void main() {\n" +
    "  gl_Position = aPosition;\n" +
    "  vTextureCoord = aTextureCoord;\n" +
    "}\n";

private static final String mFragmentShader =
    "precision mediump float;\n" +
    "varying vec2 vTextureCoord;\n" +
    "uniform float threshold_in_range_0_to_1;\n" +
    "const vec4 coeff_y = vec4(0.256, 0.504, 0.097, 0.0625);\n" +
    "float y;\n" +
    "void main() {\n" +
    "  y = dot(coeff_y, texture2D(sTexture, vTextureCoord));\n" +
    "  if ( y > threshold_in_range_0_to_1)" +
    "    gl_FragColor = vec4(1.0, 1.0, 1.0, 1.0)\n" +
    "  else" +
    "    gl_FragColor = vec4(0.0, 0.0, 0.0, 0.0)\n" +
    "}\n";