android 彩色图片二值化转可打印的点阵黑白图

如何在手机上生成黑白图传给蓝牙设备显示出来?

一开始我在网上找了一个转黑白图片的方法,这个方法的逻辑是 用127做临界值,来判断灰度图的灰度是否比他大,大就打白,小就打黑,代码和效果图如下

 /**
     * 转为二值图像
     *
     * @param bmp 原图bitmap
     *
     * @return
     */
    private fun convertToBMW(bmp: Bitmap, tmp:Int=130): Bitmap {
        val width = bmp.width // 获取位图的宽
        val height = bmp.height // 获取位图的高
        val pixels = IntArray(width * height) // 通过位图的大小创建像素点数组
        // 设定二值化的域值,默认值为100
        //tmp = 180;
        bmp.getPixels(pixels, 0, width, 0, 0, width, height)
        var alpha = 0xFF shl 24
        for (i in 0 until height) {
            for (j in 0 until width) {
                val grey = pixels[width * i + j]
                // 分离三原色
                alpha = grey and -0x1000000 shr 24
                var red = grey and 0x00FF0000 shr 16
                var green = grey and 0x0000FF00 shr 8
                var blue = grey and 0x000000FF
                if (red > tmp) {
                    red = 255
                } else {
                    red = 0
                }
                if (blue > tmp) {
                    blue = 255
                } else {
                    blue = 0
                }
                if (green > tmp) {
                    green = 255
                } else {
                    green = 0
                }
                pixels[width * i + j] = (alpha shl 24 or (red shl 16) or (green shl 8)
                        or blue)
                if (pixels[width * i + j] == -1) {
                    pixels[width * i + j] = -1
                } else {
                    pixels[width * i + j] = -16777216
                }
            }
        }
        // 新建图片
        val newBmp = Bitmap.createBitmap(width, height, Bitmap.Config.ARGB_8888)
        // 设置图片数据
        newBmp.setPixels(pixels, 0, width, 0, 0, width, height)
        val bitmap = ThumbnailUtils.extractThumbnail(newBmp, width, height)
        imageView5.setImageBitmap(bitmap)
        return bitmap
    }
黑白效果图

这种方式有一个问题,要么一大片白色要么一大片黑色,效果不是很理想。如果打印出来根本认不出来这是谁。

后面了解到Floyd-Steinberg算法,它是利用误差的扩散算法的Floyd-Steinberg抖动算法来对图像进行二值化处理。

例如,灰度如的灰度值为g,误差值为e。遍历每个像素值,灰度如果大于m(127,或者像素灰度平均值,看你喜欢),那么pixels【i】=#ffffffff,打白,e=g-255;否则,打黑,pixels【i】=#ff000000,e=g;然后,这个像素点的右边,下边,和右下方的像素点,对应的加上3e/8,3e/8,e/4。最后你的到的像素数组在转成bitmap,就是抖动的单色图了。效果图如下

    //抖动算法来对图像进行二值化处理
    private fun convertGreyImgByFloyd(img: Bitmap): Bitmap {
        val width = img.width         //获取位图的宽
        val height = img.height       //获取位图的高
        val pixels = IntArray(width * height) //通过位图的大小创建像素点数组
        img.getPixels(pixels, 0, width, 0, 0, width, height)
        val gray = IntArray(height * width)
        for (i in 0 until height) {
            for (j in 0 until width) {
                val grey = pixels[width * i + j]
                val red = grey and 0x00FF0000 shr 16
                gray[width * i + j] = red
            }
        }
        var e = 0
        for (i in 0 until height) {
            for (j in 0 until width) {
                val g = gray[width * i + j]
                if (g >= 128) {
                    pixels[width * i + j] = -0x1
                    e = g - 255

                } else {
                    pixels[width * i + j] = -0x1000000
                    e = g - 0
                }
                if (j < width - 1 && i < height - 1) {
                    //右边像素处理
                    gray[width * i + j + 1] += 3 * e / 8
                    //下
                    gray[width * (i + 1) + j] += 3 * e / 8
                    //右下
                    gray[width * (i + 1) + j + 1] += e / 4
                } else if (j == width - 1 && i < height - 1) {//靠右或靠下边的像素的情况
                    //下方像素处理
                    gray[width * (i + 1) + j] += 3 * e / 8
                } else if (j < width - 1 && i == height - 1) {
                    //右边像素处理
                    gray[width * i + j + 1] += e / 4
                }
            }
        }
        val mBitmap = Bitmap.createBitmap(width, height, Bitmap.Config.RGB_565)
        mBitmap.setPixels(pixels, 0, width, 0, 0, width, height)
        imageView5.setImageBitmap(mBitmap)
        saveBmp(mBitmap)
        return mBitmap
    }
效果图

现在的效果达到了要求,后面可以把它转成单色图,通过传每一个像素给蓝牙设备显示出来。

转成bmp图片,保存到手机

    /**
     * 将Bitmap存为 .bmp格式图片
     * @param bitmap
     */
    private fun saveBmp(bitmap: Bitmap?) {
        if (bitmap == null)
            return
        // 位图大小
        val nBmpWidth = bitmap.width
        val nBmpHeight = bitmap.height
        // 图像数据大小
        val bufferSize = nBmpHeight * (nBmpWidth * 3 + nBmpWidth % 4)
        try {
            // 存储文件名
            val filename = "/sdcard/test${Random.nextInt(1000)}.bmp"
            val file = File(filename)
            if (!file.exists()) {
                file.createNewFile()
            }
            val fileos = FileOutputStream(filename)
            // bmp文件头
            val bfType = 0x4d42
            val bfSize = (14 + 40 + bufferSize).toLong()
            val bfReserved1 = 0
            val bfReserved2 = 0
            val bfOffBits = (14 + 40).toLong()
            // 保存bmp文件头
            writeWord(fileos, bfType)
            writeDword(fileos, bfSize)
            writeWord(fileos, bfReserved1)
            writeWord(fileos, bfReserved2)
            writeDword(fileos, bfOffBits)
            // bmp信息头
            val biSize = 40L
            val biWidth = nBmpWidth.toLong()
            val biHeight = nBmpHeight.toLong()
            val biPlanes = 1
            val biBitCount = 24
            val biCompression = 0L
            val biSizeImage = 0L
            val biXpelsPerMeter = 0L
            val biYPelsPerMeter = 0L
            val biClrUsed = 0L
            val biClrImportant = 0L
            // 保存bmp信息头
            writeDword(fileos, biSize)
            writeLong(fileos, biWidth)
            writeLong(fileos, biHeight)
            writeWord(fileos, biPlanes)
            writeWord(fileos, biBitCount)
            writeDword(fileos, biCompression)
            writeDword(fileos, biSizeImage)
            writeLong(fileos, biXpelsPerMeter)
            writeLong(fileos, biYPelsPerMeter)
            writeDword(fileos, biClrUsed)
            writeDword(fileos, biClrImportant)
            // 像素扫描
            val bmpData = ByteArray(bufferSize)
            val wWidth = nBmpWidth * 3 + nBmpWidth % 4
            var nCol = 0
            var nRealCol = nBmpHeight - 1
            while (nCol < nBmpHeight) {
                run {
                    var wRow = 0
                    var wByteIdex = 0
                    while (wRow < nBmpWidth) {
                        val clr = bitmap.getPixel(wRow, nCol)
                        bmpData[nRealCol * wWidth + wByteIdex] = Color.blue(clr).toByte()
                        bmpData[nRealCol * wWidth + wByteIdex + 1] = Color.green(clr).toByte()
                        bmpData[nRealCol * wWidth + wByteIdex + 2] = Color.red(clr).toByte()
                        wRow++
                        wByteIdex += 3
                    }
                }
                ++nCol
                --nRealCol
            }

            fileos.write(bmpData)
            fileos.flush()
            fileos.close()

        } catch (e: FileNotFoundException) {
            e.printStackTrace()
        } catch (e: IOException) {
            e.printStackTrace()
        }

    }

    @Throws(IOException::class)
    protected fun writeWord(stream: FileOutputStream, value: Int) {
        val b = ByteArray(2)
        b[0] = (value and 0xff).toByte()
        b[1] = (value shr 8 and 0xff).toByte()
        stream.write(b)
    }

    @Throws(IOException::class)
    protected fun writeDword(stream: FileOutputStream, value: Long) {
        val b = ByteArray(4)
        b[0] = (value and 0xff).toByte()
        b[1] = (value shr 8 and 0xff).toByte()
        b[2] = (value shr 16 and 0xff).toByte()
        b[3] = (value shr 24 and 0xff).toByte()
        stream.write(b)
    }

    @Throws(IOException::class)
    protected fun writeLong(stream: FileOutputStream, value: Long) {
        val b = ByteArray(4)
        b[0] = (value and 0xff).toByte()
        b[1] = (value shr 8 and 0xff).toByte()
        b[2] = (value shr 16 and 0xff).toByte()
        b[3] = (value shr 24 and 0xff).toByte()
        stream.write(b)
    }

End!

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