反转图像像素答案

【问题标题】：Invert image pixels反转图像像素
【发布时间】：2017-04-18 14:04:58
【问题描述】：

我目前正在尝试将一段 matlab 代码转换为 java。代码的目的是反转和标准化图像文件的图像像素。在java中，像素存储在一个字节数组中。下面是重要的Matlab代码：

inp2=1024.-inp.-min; %inp is the input array (double precision). min is the minimum value in that matrix.

图像是 16 位的，但仅使用 10 位进行存储，所以这就是 1024 的来源 (2^10)。我明确知道这段代码在 matlab 中有效。但是，我个人并不精通 matlab，而且我的 java 翻译的表现与它的对应部分不同。

以下是我尝试反转图像矩阵的方法：

//bitsStored is the bit depth. In this test, it is 10.
//imageBytes is the pixel data in a byte array
public static short[] invert(int bitsStored) {
    short min = min(imageBytes);//custom method. Gets the minimum value in the byte array. 
    short range = (short) (2 << bitsStored);
    short[] holder = new short[imageBytes.length];
    for (int i = 0; i < imageBytes.length; i++) {
        holder[i] = (short) (range - imageBytes[i] - min);
    }
    imageBytes = holder;
    return imageBytes;
}

但是，图像并没有反转颜色通道，而是丢失了一些数据并变得更加粗糙（更高的对比度、更少的混合等）。我在这里做错了什么？

让我知道是否可以为您更清楚地说明问题。谢谢。

更新：嗨，我对这段代码还有另一个问题。上面的代码（固定为short[]而不是byte[]）可以在同一个文件上反向使用吗？如，如果我使用原始图像的反转版本重新运行此代码，我应该从程序开始获取原始输入/图像吗？我认为唯一的问题是运行之间的最小值会发生变化。

【问题讨论】：

标签： java matlab image-processing

【解决方案1】：

byte 的范围是 -128 到 127，它不能容纳 1024 个不同的值。因此，要么您需要使用更广泛的类型（如short）来建模您的点，要么您的字节数组必须在处理之前解包。

还有一件事：double 是浮点数，它不能很好地处理其余代码中使用的整数。以下似乎更好：

short range = 1 << bitsStored; // 2^bitsStored

【讨论】：

太棒了！这似乎奏效了。如果我有更多问题，我会再做一些测试和评论。谢谢你:)。
您好，我不知道您是否还在，但我想知道您是否可以为我回答另一个关于此的问题。上面的代码（假设short[]不是byte[]）可以在同一个文件上反向使用吗？如，如果我使用原始图像的反转版本重新运行此代码，我应该从程序开始获取原始输入/图像吗？我认为唯一的问题是运行之间的最小值会发生变化。
我已经发布了另一个答案，评论太长了

【解决方案2】：

反演的正确方程是：

 newValue[i] = maxPossibleValue - currentValue[i]

您的maxPossibleValue 是 1024。

另一件事是你不能在字节数组中拥有深度为 10 位的图像（因为它们有 8 位）

【讨论】：

让我解决这个问题。从技术上讲，它是 16 位的，但它只使用了其中的 10 个。

【解决方案3】：

关于你的算法可逆性的第二个问题。

您的公式类似于result[i] = 1024 - min(data) - data[i]，其中数据范围从0 到1023。假设您所有的数据点都是1023。那么min就是1023，所以所有的result[i]都是-1022。

所以result 甚至不适合与data 相同的范围。

然后，如果您使用 result 数组运行算法以生成 result1，则它的所有点都将是 1024 - (-1022) - (-1022) 即 3068，而不是原始的 1023。

所以答案是否定的，这个算法的双重应用不会产生与输入相等的结果。

请注意，另一个答案（maxPossibleValue - currentValue[i]）中提到的算法保持范围，并且在应用两次时会反转。

顺便说一句，应该是

short range = (short) (1 << bitsStored);

而不是

short range = (short) (2 << bitsStored);

生成2^bitsStored。

【讨论】：