Как преобразовать 24-битный PNG в 3-битный PNG, используя дизеринг Флойда-Стейнберга?

Question

Как преобразовать 24-битный PNG в 3-битный PNG, используя сглаживание Флойда-Стейнберга ?java.awt.image.BufferedImage следует использовать для получения и установки значений RGB.

В Википедии дан пример того, как преобразовать 16-битное в 8-битное изображение:

find_closest_palette_color(oldpixel) = (oldpixel + 128) / 256

Исходя из этого, есть ли идеи о том, как соответствовать приведенному выше примеручтобы достичь цели?

Answer 1

Используйте image.getRGB(x, y) и image.setRGB(x, y, color) и используйте псевдокод из статьи Википедии . Обратите внимание, что код в вики не говорит, как «вычитать», «добавлять» и «умножать» цвета. (Класс T3 ниже обрабатывает "цветовые" манипуляции.)

Код ниже создаст этот скриншот:

class Test {
  private static BufferedImage floydSteinbergDithering(BufferedImage img) {

    C3[] palette = new C3[] {
        new C3(  0,   0,   0),
        new C3(  0,   0, 255),
        new C3(  0, 255,   0),
        new C3(  0, 255, 255),
        new C3(255,   0,   0),
        new C3(255,   0, 255),
        new C3(255, 255,   0),
        new C3(255, 255, 255)
    };

    int w = img.getWidth();
    int h = img.getHeight();

    C3[][] d = new C3[h][w];

    for (int y = 0; y < h; y++) 
      for (int x = 0; x < w; x++) 
        d[y][x] = new C3(img.getRGB(x, y));

    for (int y = 0; y < img.getHeight(); y++) {
      for (int x = 0; x < img.getWidth(); x++) {

        C3 oldColor = d[y][x];
        C3 newColor = findClosestPaletteColor(oldColor, palette);
        img.setRGB(x, y, newColor.toColor().getRGB());

        C3 err = oldColor.sub(newColor);

        if (x+1 < w)         d[y  ][x+1] = d[y  ][x+1].add(err.mul(7./16));
        if (x-1>=0 && y+1<h) d[y+1][x-1] = d[y+1][x-1].add(err.mul(3./16));
        if (y+1 < h)         d[y+1][x  ] = d[y+1][x  ].add(err.mul(5./16));
        if (x+1<w && y+1<h)  d[y+1][x+1] = d[y+1][x+1].add(err.mul(1./16));
      }
    }

    return img;
  }

  private static C3 findClosestPaletteColor(C3 c, C3[] palette) {
    C3 closest = palette[0];

    for (C3 n : palette) 
      if (n.diff(c) < closest.diff(c))
        closest = n;

    return closest;
  }

  public static void main(String[] args) throws IOException {

    final BufferedImage normal  = ImageIO.read(new URL("http://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/2/24/Lenna.png")).getSubimage(100, 100, 300, 300);
    final BufferedImage dietered = floydSteinbergDithering(ImageIO.read(new URL("http://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/2/24/Lenna.png"))).getSubimage(100, 100, 300, 300);

    JFrame frame = new JFrame("Test");
    frame.setLayout(new GridLayout(1, 2));

    frame.add(new JComponent() {
      @Override
      protected void paintComponent(Graphics g) {
         super.paintComponent(g);
         g.drawImage(normal, 0, 0, this);
      }
    });
    frame.add(new JComponent() {
      @Override
      protected void paintComponent(Graphics g) {
         super.paintComponent(g);
         g.drawImage(dietered, 0, 0, this);
      }
    });

    frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
    frame.setSize(400, 400);
    frame.setVisible(true);
  }


  static class C3 {
    int r, g, b;

    public C3(int c) {
      Color color = new Color(c);
      this.r = color.getRed();
      this.g = color.getGreen();
      this.b = color.getBlue();
    }
    public C3(int r, int g, int b) {
      this.r = r;
      this.g = g;
      this.b = b;
    }

    public C3 add(C3 o) {
      return new C3(r + o.r, g + o.g, b + o.b);
    }
    public C3 sub(C3 o) {
      return new C3(r - o.r, g - o.g, b - o.b);
    }
    public C3 mul(double d) {
      return new C3((int) (d * r), (int) (d * g), (int) (d * b));
    }
    public int diff(C3 o) {
      return Math.abs(r - o.r) +  Math.abs(g - o.g) +  Math.abs(b - o.b);
    }

    public int toRGB() {
      return toColor().getRGB();
    }
    public Color toColor() {
      return new Color(clamp(r), clamp(g), clamp(b));
    }
    public int clamp(int c) {
      return Math.max(0, Math.min(255, c));
    }
  }
}

Answer 2

исходному коду необходим отсутствующий метод diff в статическом классе C3.в противном случае он не компилируется и не работает.

вот отсутствующий метод diff:

public int diff(C3 o) {
    int Rdiff = o.r - this.r;
    int Gdiff = o.g - this.g;
    int Bdiff = o.b - this.b;
    int distanceSquared = Rdiff*Rdiff + Gdiff*Gdiff + Bdiff*Bdiff;
    return distanceSquared;
}

Answer 3

Кстати, вот код и живое демо Флойда-Стейнберга в видео! :)

http://blog.ivank.net/floyd-steinberg-dithering-in-javascript.html

Answer 4

Вы можете использовать JAI: http://java.sun.com/products/java-media/jai/forDevelopers/jai1_0_1guide-unc/Image-manipulation.doc.html