Java图像处理最快技术：ImageJ 学习第一篇
ImageJ是世界上最快的纯Java的图像处理程序。
它能够过滤一个2048x2048的图像在0.1秒内（*）。
这是每秒40万像素！ImageJ的扩展通过使用内置的文本编辑器和Java编译器的ImageJ的开发插件。500多插件可用。
数据类型：8位灰度或索引色，16位无符号整数，32位浮点和RGB色彩。
文件格式：读写全部支持的数据类型为TIFF（非压缩）或原始数据。
打开和保存GIF，JPEG，BMP，PNG。PGM，FITS和ASCII。打开DICOM。使用URL打开的TIFF、GIF文件、JPEG文件、DICOMs和原始数据。也能够扩展很多其它格式 的插件。
图像增强：支持平滑。锐化，边缘检測。中值滤波和阈值的8位灰度和RGB彩色图像。
交互方式调整亮度和8位，16位和32位图像的对照度。
几何操作：裁剪，缩放。调整大小和旋转。翻转垂直或水平。
分析：測量面积。平均值，标准偏差，最小的选择和最大或整个图像。
測量长度和角度。使用现实世界中的度量单位。如毫米。校准使用密度标准。生成柱状图和剖面图。
色彩处理：分裂一个32位彩色图像转换成RGB或HSV分量。
合并8位组件成彩色图像。RGB图像转换为8位索引颜色。应用伪彩色调色板为灰度图像。
基于ImageJ的项目有、CellProfiler（细胞图像分析）、idoimaging（医学影像）、ImageSurfer（3D可视化和分析）、MIPAV（3D成像和可视化）、NITRC（神经影像学工具和资源）等。
以下对ImageJ的编程基础介绍一下。
一、ImageJ的图像剖析
当ImagePlus调用updateAndDraw（）时又一次创建 java.awt.Image对象。假设你想改变被反映当前显示在屏幕上的图像，必须改动的像素之后调用updateAndDraw（）。ImageJ的 图像由三个部分组成：1、ImageProcessor对象实例：持有并提供了訪问像素的方法。2、Image对象实例：即java.awt.Image画在屏幕上。3、ImagePlus对象实例：包括全部的元数据（标题，属性）、ImageProcessor和Image。ImageJ的 图像堆栈由四部分组成：1、ImageStack对象实例：持有像素阵列的阵列（LUT变化通过暂时实例StackProcessor）2、Image对象实例：即java.awt.Image画在屏幕上。3、ImageProcessor对象实例：提供訪问当前切片像素。4、ImagePlus对象实例：持有ImageStack、ImageProcessor和Image。使用堆栈时，要谨记以下几点：1、ImagePlus的ImageProcessor实例在不论什么调用setSlice（INT）时都由它的像素替换对象。2、ImageStack.getProcessor（int）在每次调用时都返回一个新的ImageProcessor。是 一个消耗大的操作。3、ImagePlus的java.awt.Image中在每次调用setSlice（int）时被更新。
二、创建图像
1、创建一个图像（具体）
int height = 400;
ImageProcessor ip = new ByteProcessor(width, height);
String title = "My new image";
ImagePlus imp = new ImagePlus(title, ip);
imp.show();
有几个ImageProcessor类，每一个都有自己专门的构造函数。ByteProcessor，ShortProcessor，FloatProcessor和ColorProcessor。
2、创建一个图像（简单方式）
new ImagePlus("My
new image", new ByteProcessor(400, 400)).show();
3、创建随意数量不论什么类型的
A、一个简单的8位的400x400像素的灰度图像
三、销毁图像
imp.show();
// or, without getting back a reference:
IJ.newImage("My new image", "8-bit black", 400, 400, 1);
imp.show();
// again, without getting back a reference:
IJ.newImage("My new image", "RGB white", 400, 400, 10);
imp.flush();
注意：假设你持有一个从ImagePlus.getProcessor（）方法获得ImageProcessor。即ImageProcessor的像素数组指针将被设置为null。你应该改为调用ImageProcessor的duplicate（）。或直接通过getPixels（）得到它的像素。并把它们存储在相同的尺寸的新ImageProcessor。
相同，java.awt.Image中获取自己的flush（）方法调用也是如此。
四、打开图像
全部方法都环绕着ij.io.Opener类展开。
1、高层次的方式，从文件或URL
ImagePlus imp = IJ.openImage("/path/to/image.tif");
imp.show();
ImagePlus imp = IJ.openImage("http://www.example.org/path/to/image.tif");
imp.show();
// Without getting back a pointer, and automatically showing it:
IJ.open("/path/to/image.tif");
// Same but from an URL
IJ.open("http://www.example.org/path/to/image.tif");
imp.show();
ImagePlus imp = IJ.openImage("http://www.example.org/path/to/image.tif");
imp.show();
// Without getting back a pointer, and automatically showing it:
IJ.open("/path/to/image.tif");
// Same but from an URL
IJ.open("http://www.example.org/path/to/image.tif");
2、从文件打开
ImagePlus imp = opener.openImage("/path/to/image.tif");
imp.show();
3、从URL打开
五、编辑像素
ImagePlus imp = opener.openImage("http://www.example.org/path/to/image.tif");
imp.show();以上注意URL 包括http://怎样的自己主动检測并正确解析。假设须要，能够直接调用：
六、保存图像1、执行ImageJ命令方式，这是一个高层次的方法，像素能够通过调用ImageJ的命令编辑图像：
// Making a binary image
IJ.run(imp, "Convert to Mask", ""); // "" means no arguments
// Resizing, opens a copy in a new window (the 'create' command keyword)
IJ.run(imp, "Scale...", "x=0.5 y=0.5 width=344 height=345 interpolate create title=[Scaled version of " +imp.getTitle() + "]");
...不论什么ImageJ命令可能被应用。你能够找出哪些命令来使用，哪些參数通过执行插件，并手动调用的ImageJ打开的图像上的菜单命令。
2、中级层次编辑方式：ImageProcessor（ROIs/selections）在图像上绘制或填充ROI（感兴趣区域）：
ImageProcessor ip = imp.getProcessor();
// Assuming 8-bit image
// fill a rectangular region with 255 (on grayscale this is white color):
Roi roi = new Roi(30, 40, 100, 100); // x, y, width, height of the rectangle
ip.setRoi(roi);
ip.setValue(255);
ip.fill();
// fill an oval region with 255 (white color when grayscale LUT):
OvalRoi oroi = new OvalRoi(50, 60, 100, 150); // x, y, width, height of the oval
ip.setRoi(oroi);
ip.setValue(255);
ip.fill(ip.getMask()); // notice different fill method
// regular fill() would fill the entire bounding box rectangle of the OvalRoi
// The method above is valid at least for PolygonRoi and ShapeRoi as well.
// draw the contour of any region with 255 pixel intensity
Roi roi = ...
ip.setValue(255);
ip.draw();
// update screen view of the image
imp.updateAndDraw();3、ROIs的一些事情：A、有非常多selection/ROI类型：Roi（矩形之中的一个。也是全部其它类型的父类），Line, OvalRoi, PolygonRoi, PointRoi, FreehandRoi, ShapeRoi, TextRoi。另外有一些子类型。如PolygonRoi里的POLYGON、POLYLINE 类型。
B、大部分的ROI是用于编辑图像非常实用; 一些用于图像分析（Line。PointRoi。TextRoi）。C、最强大的ROI是ShapeRoi：java.awt.geom.GeneralPath支持它，它能够存储随意数量的不论什么形状的不连续区域的。D、ip.fill(ip.getMask())方法是最安全的，可在各种场合使用，仅仅须要检查ImageProcessor的mask通过getMask()返回的不为null。旋转。翻转和缩放图像（或者ROI）
ImageProcessor ip = imp.getProcessor();
ip.flipHorizontal();
ip.flipVertical();
ip.rotateLeft();
ip.rotateRight();
// rotate WITHOUT enlarging the canvas to fit
double angle = 45;
ip.setInterpolate(true); // bilinear
ip.rotate(45);
// rotate ENLARGING the canvas and filling the new areas with background color
double angle = 45;
IJ.run(imp, "Arbitrarily...", "angle=" + angle + " grid=1 interpolate enlarge");
// scale WITHOUT modifying the canvas dimensions
ip.setInterpolate(true); // bilinear
ip.scale(2.0, 2.0); // in X and Y
// scale ENLARGING or SHRINKING the canvas dimensions
double sx = 2.0;
double sy = 0.75;
int new_width = (int)(ip.getWidth() * sx);
int new_height = (int)(ip.getHeight() * sy);
ip.setInterpolate(true); // bilinear
ImageProcesor ip2 = ip.resize(new_width, new_height); // of the same type as the original
imp.setProcessor(imp.getTitle(), ip2); // UPDATE the original ImagePlus
// update screen view of the image
imp.updateAndDraw();ImageProcessor类提供了绘制线条、文字和点等。看看在ImageProcessor的API。4、低层次的编辑方式：像素数组
ImageProcessor ip = imp.getProcessor();
// Editing the pixel array
if (imp.getType() == ImagePlus.GRAY8) {
byte[] pixels = (byte[])ip.getPixels();
// ... do whatever operations directly on the pixel array
}
// Replacing the pixel array: ONLY if same size
if (imp.getType() == ImagePlus.GRAY8) {
int width = ip.getWidth();
int height = ip.getHeight();
byte[] new_pixels = new byte[width * height];
// set each pixel value to whatever, between -128 and 127
for (int y=0; y<height; y++) {
for (int x=0; x<width; x++) {
// Editing pixel at x,y position
new_pixels[y * width + x] = ...;
}
}
// update ImageProcessor to new array
ip.setPixels(new_pixels);
}
// Replacing the pixel array but of different length: for example, to resize 2.5 times in width and height
int new_width = (int)(ip.getWidth() * 2.5);
int new_height = (int)(ip.getHeight() * 2.5);
ImageProcessor ip2 = ip.createProcessor(new_width, new_height); // of same type
imp.setProcessor(imp.getTitle(), ip2);
if (imp.getType() == ImagePlus.GRAY8) {
byte[] pix = (byte[])imp.getProcessor().getPixels(); // or ip2.getPixels();
// .. process pixels ...
for (int y=0; y<height; y++) {
for (int x=0; x<width; x++) {
// Editing pixel at x,y position
new_pixels[y * width + x] = ...;
}
}
}
// DON'T forget to update the screen image!
imp.updateAndDraw();假设要显示的ImagePlus，更新图像仅仅有必须的，
1、高层次的方式
IJ.saveAs(imp, "tif", "/path/to/image.tif");
// or by using the file format extension:
IJ.save(imp, "/path/to/image.tif");2、通过FileSaver类
new FileSaver(imp).saveAsTiff("/path/to/image.tif");该FileSaver类有很多其它的选择：saveAsTiffStack。saveAsJpeg，saveAsPng。saveAsGif ...等。这算是ImageJ入门第一篇，介绍一些基本操作，它的扩张机制和实现方式都非常值得研究。希望很多其它的人參与进来。
