Java 数字图像处理 - 开源库

在本章中，我们将探讨一些广泛使用的免费图像处理库，这些库可以轻松地集成到项目中。这些库包括：

ImageJ
Fiji
Commons Imaging
ImageMagick
Endrov
LeadTools
OpenCv

ImageJ

ImageJ 是一个公共领域的 Java 图像处理程序，其灵感来自于 Macintosh 上的 NIH Image。它可以显示、编辑、分析、处理、保存和打印 8 位、16 位和 32 位图像。

ImageJ 的一些基本功能如下所述：

序号	功能与描述
1	随处运行 ImageJ 使用 Java 编写，这使得它可以在 Linux、Mac OS X 和 Windows 上运行，并且支持 32 位和 64 位模式。
2	开源 ImageJ 及其 Java 源代码是免费提供的，并且属于公共领域。
3	工具包使用 ImageJ 作为图像处理工具包（类库）来开发小程序、servlet 或应用程序。
4	数据类型 8 位灰度或索引颜色、16 位无符号整数、32 位浮点数和 RGB 颜色。
5	文件格式打开和保存 GIF、JPEG、BMP、PNG、PGM、FITS 和 ASCII。打开 DICOM。使用 URL 打开 TIFF、GIF、JPEG、DICOM 和原始数据。
6	选择创建矩形、椭圆形或不规则区域选择。创建线和点选择。
7	图像增强支持对 8 位灰度和 RGB 彩色图像进行平滑、锐化、边缘检测、中值滤波和阈值处理。
8	颜色处理将 32 位彩色图像拆分为 RGB 或 HSV 分量。将 8 位分量合并为彩色图像。

Fiji

Fiji 是一个图像处理软件包。它可以被描述为 ImageJ（和 ImageJ2）以及 Java、Java3D 和许多插件的组合，这些插件被组织成一个连贯的菜单结构。Fiji 与 ImageJ 的关系类似于 Ubuntu 与 Linux 的关系。

除了 ImageJ 的基本功能外，Fiji 的一些高级功能如下所述：

序号	功能与描述
1	配准 3D 图像这涉及弹性对齐和拼接、特征提取、图像稳定器等。
2	图像分割它提供了 35 多种类型的分割方法。
3	有用的键盘快捷键 Fuji 拥有许多键盘快捷键。
4	脚本编写允许使用宏、JavaScript、JRuby、Jython、Clojure 和 Beanshell 进行脚本编写。
5	开发插件使用脚本编辑器开始开发插件，然后运行插件。
6	ImageJ 技巧 ImageJ 易于使用，但有时您希望使用一些实际上已实现的功能，但您不知道如何触发。

Commons Imaging

Apache Commons Imaging，以前称为 Apache Commons Sanselan，是一个库，可以读取和写入各种图像格式，包括快速解析图像信息（如大小、颜色、空间、ICC 配置文件等）和元数据。

ImageJ 的一些基本功能如下所述：

序号	功能与描述
1	Java Apache Commons Imaging 使用 100% 纯 Java 编写。它可以在任何 JVM 和任何平台上运行，无需修改。
2	图像格式它读取和写入各种图像格式，并支持其他所有或大多数库都忽略的一些变体和编码。
3	元数据支持它支持以结构化的方式读取和写入各种元数据，包括 EXIF 元数据。
4	网络友好它对网络友好。Commons Imaging 只读取它需要的数据，并缓存已读取的数据，因此它不会给网络带来太大的负担。
5	易于使用它设计得非常易于使用。它具有简单、清晰的界面。大多数操作都是单个 Imaging 方法调用。
6	透明 Commons Imaging 旨在保持透明。没有隐藏的缓冲区需要释放，没有本机内存需要释放，也没有后台线程。
7	开源它是免费软件/开源软件。它在 Apache 软件许可证下可用。
8	颜色转换 ColorConversions 类提供方法在以下颜色空间之间进行转换：CIE-LCH、CIE-Lab、CIE-L*uv、CMY、CMYK、HSL、HSV、Hunter-Lab、RGB、XYZ 和 YXY。

ImageMagick

ImageMagick 是一个用于创建、编辑、合成或转换位图图像的软件套件。它可以读取和写入 100 多种格式的图像，包括 DPX、EXR、GIF、JPEG、JPEG-2000、PDF、PNG、Postscript、SVG 和 TIFF。使用 ImageMagick 可以调整图像大小、翻转、镜像、旋转、扭曲、剪切和变换图像，调整图像颜色，应用各种特殊效果，或绘制文本、线条、多边形、椭圆和贝塞尔曲线。

ImageMagick 的一些基本功能如下所述：

序号	功能与描述
1	格式转换它将图像从一种格式转换为另一种格式（例如，PNG 到 JPEG）。
2	变换它可以调整图像大小、旋转、裁剪、翻转或修剪图像。
3	透明度它使图像的某些部分不可见。
4	绘制它向图像添加形状或文本。
5	装饰它向图像添加边框或框架。
6	特殊效果它可以模糊、锐化、阈值化或着色图像。
7	动画它可以从一组图像创建 GIF 动画序列。
8	合成它可以将一个图像叠加在另一个图像上。
9	形状形态它提取特征、描述形状并在图像中识别模式。
10	加密或解密图像它将普通图像转换为难以理解的乱码，然后再转换回来。

Endrov

Endrov 是一个多用途的图像分析程序。它是独立编写的，旨在解决其他免费软件和许多商业软件包的许多缺点。

Endrov 的一些基本功能如下所述：

序号	功能与描述
1	查看数据它以 2D 和 3D 方式查看数据。旨在处理复杂的 4D 数据方案和无限数量的通道，其中每个通道可以具有自己的 X、Y 和 Z 分辨率。
2	注释图像它自动或手动注释图像，以理解图像并获取统计信息。
3	撤销和重做它可以对所有操作进行撤销和重做。
4	惰性求值它从一开始就被设计用于处理大型图像集。Endrov 使用惰性求值，这主要在研究编程语言中可用。
5	脚本语言它支持图形化脚本语言以及传统脚本语言。
6	Java 使用 Java 编写。插件架构允许使用新的 Java 插件轻松扩展。它可以与 Matlab 交互。
7	格式它使用 Bio-formats 访问几乎所有商业和开放文件格式。
8	显微镜处理它可以使用一个程序控制所有显微镜，并进行实时图像分析。

LEADTOOLS

LEADTOOLS 在多个类别中提供了 200 多个图像处理功能，包括文档清理、医学图像增强、颜色转换和校正、降噪、边缘检测等等。

LEADTOOLS 的一些基本功能如下所述：

序号	功能与描述
1	扫描文档图像处理这套强大的功能可以读取扫描文档中的人工制品和瑕疵，例如打孔、倾斜角度、边框、灰尘斑点等等。
2	医学图像处理通过平移、选择、减去和去除背景来增强图像或突出细节，以获得更好的视觉效果。
3	几何变换这些功能可用于清理、对齐、校正图像或应用艺术 3D 效果。
4	亮度和对比度这些功能可用于增强图像、应用艺术效果或帮助医学图像的诊断评估。
5	颜色空间转换它们可以为单线程和多线程应用程序（包括 IIS 和 Windows WF 托管应用程序）添加图像颜色空间功能。
6	颜色校正这些功能用于校正颜色通道交换、平衡颜色强度或执行各种图像分析任务的图像。
7	图像增强这些功能用于校正摄影中常见的错误，例如红眼和颜色不平衡，以及帮助医学图像的诊断评估。
8	感兴趣区域这些功能用于在图像中创建和修改感兴趣区域，以便对图像的特定部分执行图像处理功能，节省条形码和 OCR 识别的时间，或执行各种图像分析任务。

OpenCV

OpenCV 在 BSD 许可证下发布，因此它可以免费用于学术和商业用途。它具有 C++、C、Python 和 Java 接口，并且支持 Windows、Linux、Mac OS、iOS 和 Android。OpenCV 旨在提高计算效率，并着重于实时应用程序。使用优化的 C/C++ 编写，该库可以利用多核处理。

OpenCV的一些基本功能简要描述如下：

序号	功能与描述
1	图像平滑这包括应用模糊、高斯模糊、中值模糊和双边滤波。
2	腐蚀和膨胀它可以应用两种非常常见的形态学运算符：膨胀和腐蚀。
3	形态学变换 OpenCV函数morphologyEx用于应用形态学变换，例如开运算、闭运算、顶帽运算和黑帽运算等。
4	图像金字塔 OpenCV函数pyrUp和pyrDown用于对给定图像进行下采样或上采样。
4	基本的阈值操作使用OpenCV函数threshold执行基本的阈值操作。
5	为图像添加边框 OpenCV函数copyMakeBorder用于设置边框（图像的额外填充）。
7	重新映射在OpenCV中，函数remap提供了一个简单的重新映射实现。
8	直方图计算为了简单起见，OpenCV实现了函数calcHist，该函数计算一组数组（通常是图像或图像平面）的直方图。它最多可以操作32个维度。

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