反转存储为字节数组的灰度图像（在 java 中）的颜色答案

【问题标题】：Inverting colours of a greyscale image (in java) stored as a byte array反转存储为字节数组的灰度图像（在 java 中）的颜色
【发布时间】：2018-02-12 02:03:21
【问题描述】：

我有一个字节数组byte bytes[]，代表灰度图像。

我想反转这张图片的颜色 - 所以我想我只会翻转位（按位不）。

我已经尝试过，如下所示（包括一个额外的循环来填充一个虚拟字节数组，以便快速轻松地重新创建我的问题）

Random rand = new Random();  
byte bytes[] = new byte[500];

// populate a dummy byte array
for (int i = 0; i < bytes.length; ++i)
{
    new Random().nextBytes(bytes);
    System.out.println(bytes[i]);
}

for (int i = 0; i < bytes.length; ++i)
{
    System.out.print(bytes[i] + "     ");
    //bytes[i] = ~bytes[i]; This throws an error as apparantly java treats a byte array as an integer array?!
    bytes[i] = (byte)~bytes[i]; // This compiles but output not a bitwise not, results displayed below

    System.out.println(bytes[i]);
 }

我得到的结果是：

116 -117

48 -49

70 -71

我正在寻找的是：（我已经手动添加了二进制文件，以充分说明我对按位不理解的内容（如有错误请更正）

116 (01110100) = (10001011) 139

48 (00110000) = (11001111) 207

70 (01000110) = (10111001) 185

提前感谢您的任何建议

【问题讨论】：

关于您的评论，Java 不会将字节数组视为 int 数组，但是当您对它们执行操作时，它会自动将更窄的类型转换为 int。是 ~ 使它成为 int （是的，您可以直接回退）

标签： java arrays image binary bitwise-operators

【解决方案1】：

你可以用 255 异或这个值，所以特定的行应该是

bytes[i] = (byte) (bytes[i] ^ 0xff);

【讨论】：

完全一样
我比 Roman 早了 5 分钟回答，所以你的评论应该在那里 ;-)
不，它与 OP 已经拥有的完全一样。对于x 的所有值，(byte)~x 与(byte)(x ^ 0xff) 相同。这也很容易证明：~ 和^ 0xff（通过设计）对低 8 位执行相同的操作。它们在高位上有所不同，但演员将它们移除。

【解决方案2】：

10001011实际上代表-117（二进制补码格式：https://en.wikipedia.org/wiki/Two%27s_complement）； Java byte 类型已签名。您可能需要无符号字节值作为输出（范围从 0 到 255）。

由于Java byte 类型是有符号的，它只能有从-128 到127 的值。如果你想要 0 到 255 之间的值（比如 139），你必须使用其他类型，例如short：

byte b = 116;
short sh = (short) (((short) b) ^ 0xff);
System.out.println(sh);

这产生 139。

【讨论】：

非常感谢您的回复。这对于正数非常有效，但对于负数会在 65000 区域产生结果。您知道是什么导致了这种行为吗？
我已将答案更新为使用short；它似乎也适用于负值。
你真的不必在这里使用短裤.. 无符号字节正好适合有符号字节，它们都是 8 位。

【解决方案3】：

您可以保持原样。已经是正确的了，只是打印的比较混乱。

例如，请注意(byte)207 将（默认情况下）打印为 -49。但它仍然是相同的值，只是打印了对最高有效位的不同解释。

简而言之，什么都不做。

【讨论】：

【解决方案4】：

java

public static byte[] bitwiseNot(byte[] array) {
    byte[] bytes = new byte[array.length];
    for (int i = 0; i < array.length; i++) {
        bytes[i] = (byte) (array[i] ^ 0xff);
    }
    return bytes;
}

kotlin xor 语法

import kotlin.experimental.xor

fun bitwiseNot(array: ByteArray) : ByteArray {
    return array.map{ b -> b xor 0xFF.toByte() }.toByteArray()
}

带有 Byte.inv() 语法的 kotlin

import kotlin.experimental.inv

fun bitwiseNot(array: ByteArray) : ByteArray {
    return array.map{ b -> b.inv() }.toByteArray()
}

If you want to convert to BufferedImage

【讨论】：