java - 如何更改存储为二维像素阵列的彩色图像的对比度和亮度

Question

我有一个图像存储为像素值的二维数组。我想更改图像的对比度和亮度，然后将更改后的像素阵列存储为图像，然后在 JFrame 中显示原始图像和更改后的图像。所以我的问题的基本步骤是:

1. 将图像转换为二维像素数组(这样我就可以更改像素值)
2. 更改图像的对比度和亮度
3. 将更改后的像素数组转换为图像(最好是 BufferedImage)
4. 在 JFrame 中显示原始图像和更改后的图像

我可以毫无问题地执行步骤 4，并且我认为我也正确执行了步骤 1。然而，我无法开始工作的是步骤 2 和 3。我尝试了不同的方法，但最终总是得到一个非常扭曲的图像。只需将图像转换为像素数组，然后再次转换回图像(不更改像素值)，就会产生不应该出现的非常扭曲的图像。请看下面的图片。

这是一项学校作业，因此我们必须自己实现此功能(更改对比度和亮度)，否则我会使用类似 question 中建议的一些内置函数。 .

有谁可以帮忙吗？预先感谢您的帮助!

我的代码

我已将每个步骤(步骤 4 除外)放在单独的方法中，以使其更易于阅读和理解。

图像 --> 二维像素阵列

/**
 * converts an image to a 2 dimensional pixel-array
 */
public static int[][] imageToPixelArray() throws IOException {
    File file = new File(filename);
    imageOriginal = ImageIO.read(file);
    Raster raster = imageOriginal.getData();
    int width = raster.getWidth();
    int height = raster.getHeight();
    pixels = new int[width][height];

    sampleModel = raster.getSampleModel();
    int color = 3;

    for(int i = 0; i < width; i++) {
        for(int j = 0; j < height; j++) {
            for(int c = 0; c < color; c++) {
                pixels[i][j] = raster.getSample(i, j, c);
            }
        }
    }
    return pixels;
}

更改像素值

public static int[][] compute(int[][] pixels) {
    contrast = 20;
    brightness = 20;
    for(int i = 0;  i < pixels.length; i++) {
        for(int j = 0; j < pixels[i].length; j++) {
            pixels[i][j] = pixels[i][j] * contrast + brightness;
        }
    }
    return pixels;
}

二维像素阵列 --> 图像

/**
 * converts a 2 dimensional pixel-array to an image
 */
public static BufferedImage pixelArrayToImage(int[][] pixels) {
    int width = pixels.length;
    int height = pixels[0].length;
    WritableRaster raster = Raster.createWritableRaster(sampleModel, new Point(0, 0));

    for(int i = 0; i < width; i++) {
        for(int j = 0; j < height; j++) {
            raster.setSample(i, j, 0, pixels[i][j]);
        }
    }

    imageAltered = new BufferedImage(width, height, BufferedImage.TYPE_INT_RGB);
    imageAltered.setData(raster);
    return imageAltered;
}

Answer 1

你的整个代码没有意义。我不会说任何关于语法的事情，因为我的 Java 很生疏，我不会给你一个解决方案，因为这会损害你的学习体验。但我会指出一些事情。

for(int i = 0; i < width; i++) {
  for(int j = 0; j < height; j++) {
     for(int c = 0; c < color; c++) {
        pixels[i][j] = raster.getSample(i, j, c);
     }
  }
}

为什么要连续将三个不同的值分配给同一个整数pixels[i][j]？您可以使用另一个数组来存储每个像素的三个值，也可以找到其他方法来编码 RGB 信息。

public static int[][] compute(int[][] pixels) {
    contrast = 20;
    brightness = 20;
    for(int i = 0;  i < pixels.length; i++) {
        for(int j = 0; j < pixels[i].length; j++) {
            pixels[i][j] = pixels[i][j] * contrast + brightness;
        }
    }
    return pixels;
}

你是如何得出像素[i][j] = 像素[i][j] * 对比度 + 亮度；？这不会改变对比度，只是使图像更亮。对比度不是一个全局因素。我认为您需要了解一些有关数字图像、其结构和值的基本知识，以及最少的图像处理术语。

如果将 RGB 图像缩小为单个 channel ，则会丢弃无法恢复的信息。不幸的是，你并没有真正描述你想要实现的目标，所以我无法给你很多建议。但你的代码是无稽之谈。