imgageJ开发【Java】

一．ImageJ简介

ImageJ是一款由NIH（National Institutes of Health,美国国家卫生研究院）发起，可用于Windows,Mac,OSX和Linux等操作系统的图像处理开元软件，ImageJ小巧，只有5MB左右，界面简洁，容易上手。

二．ImageJ软件安装

1.下载ImageJ软件

在百度搜ImageJ，进入官网

2.点击Downlaod,进入下载界面

3.下载后解压，解压目录下的ImageJ.exe文件便可以运行软件，打开后的软件界面如下：

三. ImageJ的二次开发

1. 配置java的运行环境

(1)在ORACL官网上下载jdk:

我这里的版本是jdk-6u10-rc2-bin-b32-windows-i586-p-12_set_2008

(2)双击此exe文件，进入安装向导，安装路径可以修改，这里就安装在默认路径下：C:\Program Files\Java\jdk1.6.0_10目录下

(3)点击“下一步”，直到完成安装

(4)安装完毕后还要进行jdk运行环境配置，首先在系统属性中打开到如下界面：

在系统变量中新建第一个变量名：JAVA_HOME,变量值为前面jdk的安装路径，这里是C:\Program Files\Java\jdk1.6.0_10

新建第二个变量名：CLASSPATH，变量值为 .:%JAVA_HOME%\lib,注意符号添加正确，.:不要缺少

添加path变量，注意path变量如果已经有了，不要新建了。在变量值后面添加一个分号;隔开，在后面加入%JAVA_HOME%\lib，不然他会覆盖之前的值

(5)到此jdk环境配置结束

2. java的开发工具Eclipse的使用

(1)在官网上下载开发工具Eclipse，这里用的版本是eclipse-sdk-3.3-win32

(2)下载好后直接运行，出现默认工作空间路径选择，可以手动改变路径，设置后生成的项目都会保存在此目录下，本文的路径为D:\java3

(3)配置好后出现此界面

3. 验证实验小程序（验证前面的JDK和Eclipse已经安装配置好）

(1)选择菜单File下New选项，选择java projec,打开如下对话框

输入工程名，例如test1,输入完毕点击下一步直至完成

(2) 右击刚才新建的工程，创建一个包

输入包名，例如com.test1

(3) 右击com.test1,在弹跳出的选项中新建类

输入类名，例如shiyan1

(4) 类名新建好后，会出现带有头文件的java程序

(5) 编辑程序如下：

(6) 如果程序能正常运行，则在console窗口中会显示如下果：

4. 调用imagej源程序包中的图像处理函数

(1) 在imagej官网上下载imageJ源码包，这里我用的版本是ij148r-src

(2) 按照上述方法新建一个工程project1

(3) 打开ij148r-src的子文件夹source，里面包含的文件如下图：

(4) 打开工程project1文件夹，里面包含的文件如下：

(5) 将source中的plugins,macros,images文件夹和IJ_Props.txt文件拷贝到project1文件夹中，再把source中的ij文件夹拷贝到project1的子文件夹src中

(6) 右击eclipse中project1工程，在弹跳窗口中选择”Refresh”选项进行刷新，便能在src中看到imagej源码包

(7) 再按照上述方法新建一个包com.project1和类inverse

(8) 为了验证imagej源码包按上述操作后，可以成功调用，编辑一份java程序，此程序中调用了imagej的源码函数，实现了图像的打开，显示，以及反转操作

运行结果如下：

源码如下：

package com.project1;
import ij.process.ImageProcessor;
import ij.io.OpenDialog;
import ij.ImagePlus;
public class inverse {
public static void main(String args[]) {
OpenDialog wo=new OpenDialog("");
System.out.println("你打开的图像的路径是：");
String we=wo.getPath();
System.out.println(we);
//--------图像显示
ImagePlus ming=new ImagePlus(we);
ming.setTitle("原图像");
ming.show();ImageProcessor ip1=ming.getProcessor();
ImageProcessor ip2=ip1.duplicate();
ip2.invert();
ImagePlus ming2=new ImagePlus("平滑后的图像",ip2);//图像有标题
ming2.show();}
}

这样你就能够使用ImageJ中的图像处理函数了！深入的东西还要读者自己去挖掘！

ImageJ的源码函数众多，可以在imagej官网上查找每个类所包含的成员函数和成员变量：

注意

安装插件
在ImageJ的安装包里，有一个”plugins”的文件夹，ImageJ中所有的插件都是放在”plugins”文件夹中。”plugins”文件夹中允许创建与某个插件有关的子文件夹，此文件夹中存放的是与此插件相关的编译好的类文件以及配置文件。ImageJ的插件机制可以自行识别满足以下要求的插件
1）插件类按着规定必须继承以下三个类中的某一个 “PlugIn”,此类在运行时不需要输入图像，”PlugInFilter”，此类在运行时需要输入图像，以及”PlugInFrame”。
2）插件类的命名中必须至少有一个下划线。
3）插件类中不允许有包申明，它必须放在默认的包中。
4）编写好插件后，编译得到class文件，再按照相关要求写此插件的”plugins.config”文件，将所有class文件和config文件打包后放在ImageJ的plugin文件夹中即可。
重新运行ImageJ就能在Plugin中找到自己编写的插件。

开发环境
开发所使用的环境必须和ImageJ的环境对应，若用eclipse开发，ImageJ是x64则，eclipse必须是先x64，编译的class文件所对应的jdk应该与ImageJ的jdk对应

插件类编写
插件类若继承” PlugInFilter” 在插件类的构造函数中，若要传递参数需要写配置文件中写明，其setup函数需要返回输入图像的类型，否则在ImageJ中运行会出现”requires an image of type”，按照图像处理的需求指定相应的类型。

Java package

一些人用了一阵子的Java，可是对于 Java 的 package 跟 import 还是不太了解。很多人以为原始码 .java 文件中的 import 会让编译器把所 import 的程序通通写到编译好的 .class 档案中，或是认为 import 跟 C/C++ 的 #include 相似，实际上，这是错误的观念。

让我们先了解一下，Java 的 package 到底有何用处。

其实，package 名称就像是我们的姓，而 class 名称就像是我们的名字。package 名称有很多 . 的，就好像是复姓。比如说 java.lang.String，就是复姓 java.lang，名字为 String 的类别；java.io.InputStream 则是复姓java.io，名字为 InputStream 的类别。

Java 会使用 package 这种机制的原因也非常明显，就像我们取姓名一样，光是一间学校的同一届同学中，就有可能会出现不少同名的同学，如果不取姓的话，那学校在处理学生数据，或是同学彼此之间的称呼，就会发生很大的困扰。相同的，全世界的 Java 类别数量，恐怕比台湾人口还多，而且还不断的在成长当中，如果类别不使用套件名称，那在用到相同名称的不同类别时，就会产生极大的困扰。幸运的是，Java 的套件名称我们可以自己取，不像人的姓没有太大的选择 ( 所以有很多同名同姓的 )，如果依照 Sun 的规范来取套件名称，那理论上不同人所取的套件名称不会相同 ( 请参阅 "命名惯例"的相关文章 )，也就不会发生名称冲突的情况。

可是问题来了，因为很多套件的名称非常的长，在写程序时，会多打好多字，花费不少时间，比如说在A.B.C文件下有Point和Circle两个类，现在在程序中要调用：

A.B.C.Point P1=new A.B.C.Point();

A.B.C.Circle C1=new A.B.C.Circle();

实在是不美观又麻烦.于是，Sun 想了一个办法，就是 import. 就是在程序一开头的时候，说明程序中会用到那些类的路径.首先，在档案开头写:

import A.B.C.Point;

import A.B.C.Circle;

这两行说明了类的路径，所以当程序中提到Point就是指A.B.C.Point，而Circle就是指A.B.C.Circle，依此类推。于是原来的程序就变成：

Point P1=new Point();

Circle C1=new Circle();　　

这样看起来是不是清爽多了呢？如果这些类别用的次数很多，那就更能体会到import 的好处了。可是这样还是不够，因为懒是人的天性，还是会有人觉得打太多 import 了也很浪费时间，于是 Sun 又提供了一个方法：

import A.B.C.*;　意思就是，等一下程序中提到的没有姓名的类别，全都包含在A.B.C这个目录中。

注意点：但我们在程序中经常使用System.out这个类，为什么没有import System.out呢，因为java.lang 这个套件实在是太常太常太常用到了，几乎没有程序不用它的，所以不管你有没有写 import java.lang;，编译器都会自动帮你补上，也就是说编译器只要看到没有姓的类别，它就会自动去 java.lang 里面找找看，看这个类别是不是属于这个套件的。所以我们就不用特别去import java.lang 了。

为甚么我一开始说 import 跟 #include 不同呢？因为 import 的功能到此为止，它不像 #include 一样，会将档案内容载入进来。import 只是请编译器帮你打字，让编译器把没有姓的类别加上姓，并不会把别的文件的程式码写进来。如果你想练习打字，可以不要使用 import，只要在用到类别的时候，用它的全部姓名来称呼它就行了(就像例子一开始那样)，跟使用 import 完全没有甚么两样。

先介绍Java的Package机制

基本原则：需要将类文件切实安置到其所归属之Package所对应的相对路径下。

例如：以下面程序为例：假设此Hello.java文件在D:\Java\下
package  A;
public class Hello{
  public static void main(String args[]){
     System.out.println("Hello World!");
  }
}

D:\Java>javac  Hello.java  此程序可以编译通过.接着执行。
D:\Java>java  Hello       但是执行时，却提示以下错误！
Exception in thread "main" java.lang.NoClassDefFoundError: hello (wrong name: A/Hello)
        at java.lang.ClassLoader.defineClass0(Native Method)
        at java.lang.ClassLoader.defineClass(ClassLoader.java:537)
        at java.security.SecureClassLoader.defineClass(SecureClassLoader.java:123)
        at java.net.URLClassLoader.defineClass(URLClassLoader.java:251)
        at java.net.URLClassLoader.access$100(URLClassLoader.java:55)
        at java.net.URLClassLoader$1.run(URLClassLoader.java:194)
        at java.security.AccessController.doPrivileged(Native Method)
        at java.net.URLClassLoader.findClass(URLClassLoader.java:187)
        at java.lang.ClassLoader.loadClass(ClassLoader.java:289)
        at sun.misc.Launcher$AppClassLoader.loadClass(Launcher.java:274)
        at java.lang.ClassLoader.loadClass(ClassLoader.java:235)
        at java.lang.ClassLoader.loadClassInternal(ClassLoader.java:302)

原因是我们把生成的Hello.class规定打包在D：\Java\A文件中，必须在A文件中才能去运行。所以应该在D:\Java目录下建立一个A目录,然后把把Hello.class放在它下面，执行时，可正常通过！
D:\Java\>java A.hello 就会输出：Hello world!

现在介绍Java的import机制

我们在D:\Java目录下建立一个JInTian.java文件，其内容如下:
import  A.Hello;
public class JInTian{
   public static void main(String[] args){
       Hello  Hello1=new Hello();
     }
}

D:\Java\>javac JInTian.java 编译成功！

D:\Java\>java JInTian 运行成功！

也就是你在JInTian.class中成功的引用了Hello.class这个类，是通过import A.Hello来实现的，如果你没有这句话，就会提示不能找到Hello这个类。

提示1：如果你在D:\Java目录下仍保留一个Hello.java文件的话，执行对主程序的编译命令时仍会报错！你自己可以试试呀！
提示2：如果你删除D:\Java\A\Hello.java文件的话，只留Hello.class文件，执行对主程序的编译命令时是可以通过，此时可以不需要子程序的源代码。
提出一个问题：如果把目录A剪切到其它目录，如D盘根目录下，在A目录如果执行编译和执行命令呢？
很明显，会报以下错误！当然了，前提条件是你没有设置classpath路径，其实只要没把类搜索路径设置到我这个位置就会出错的！你试试吧

imageJ 小例子

Java图像处理最快技术：ImageJ 学习第一篇 ImageJ是世界上最快的纯Java的图像处理程序。它可以过滤一个2048x2048的图像在0.1秒内（*）。这是每秒40万像素！ImageJ的扩展通过使用内置的文本编辑器和Java编译器的ImageJ的开发插件。500多插件可用。

数据类型：8位灰度或索引色，16位无符号整数，32位浮点和RGB色彩。

文件格式：读写所有支持的数据类型为TIFF（非压缩）或原始数据。打开和保存GIF，JPEG，BMP，PNG，PGM，FITS和ASCII。打开DICOM。使用URL打开的TIFF、GIF文件、JPEG文件、DICOMs和原始数据。也可以扩展许多其他格式的插件。

图像增强：支持平滑，锐化，边缘检测，中值滤波和阈值的8位灰度和RGB彩色图像。交互方式调整亮度和8位，16位和32位图像的对比度。

几何操作：裁剪，缩放，调整大小和旋转。翻转垂直或水平。

分析：测量面积，平均值，标准偏差，最小的选择和最大或整个图像。测量长度和角度。使用现实世界中的度量单位，如毫米。校准使用密度标准。生成柱状图和剖面图。

色彩处理：分裂一个32位彩色图像转换成RGB或HSV分量。合并8位组件成彩色图像。RGB图像转换为8位索引颜色。应用伪彩色调色板为灰度图像。

基于ImageJ的项目有、CellProfiler（细胞图像分析）、idoimaging（医学影像）、ImageSurfer（3D可视化和分析）、MIPAV（3D成像和可视化）、NITRC（神经影像学工具和资源）等。

下面对ImageJ的编程基础介绍一下。

一、ImageJ的图像剖析

ImageJ的图像由三个部分组成：

1、ImageProcessor对象实例：持有并提供了访问像素的方法。

2、Image对象实例：即java.awt.Image画在屏幕上。

3、ImagePlus对象实例：包括所有的元数据（标题，属性）、ImageProcessor和Image。

ImageJ的图像堆栈由四部分组成：

1、ImageStack对象实例：持有像素阵列的阵列（LUT变化通过临时实例StackProcessor）

2、Image对象实例：即java.awt.Image画在屏幕上。

3、ImageProcessor对象实例：提供访问当前切片像素。

4、ImagePlus对象实例：持有ImageStack、ImageProcessor和Image。

使用堆栈时，要谨记以下几点：

1、ImagePlus的ImageProcessor实例在任何调用setSlice（INT）时都由它的像素替换对象。

2、ImageStack.getProcessor（int）在每次调用时都返回一个新的ImageProcessor，是一个消耗大的操作。

3、ImagePlus的java.awt.Image中在每次调用setSlice（int）时被更新。

当ImagePlus调用updateAndDraw（）时重新创建 java.awt.Image对象。如果你想改变被反映当前显示在屏幕上的图像，必须修改的像素之后调用updateAndDraw（）。

二、创建图像

1、创建一个图像（详细）

int width = 400;
int height = 400;
ImageProcessor ip = new ByteProcessor(width, height);
String title = "My new image";
ImagePlus imp = new ImagePlus(title, ip);
imp.show();

有几个ImageProcessor类，每个都有自己专门的构造函数。ByteProcessor，ShortProcessor，FloatProcessor和ColorProcessor。

2、创建一个图像（简单方式）

new ImagePlus("My new image", new ByteProcessor(400, 400)).show();

3、创建任意数量任何类型的

A、一个简单的8位的400x400像素的灰度图像

ImagePlus imp = IJ.createImage("My new image", "8-bit black", 400, 400, 1);
imp.show();
// or, without getting back a reference:
IJ.newImage("My new image", "8-bit black", 400, 400, 1);

B、堆栈的400×400像素的10色图片

ImagePlus imp = IJ.createImage("My new image", "RGB white", 400, 400, 10);
imp.show();
// again, without getting back a reference:
IJ.newImage("My new image", "RGB white", 400, 400, 10);

三、销毁图像

调用flush()将释放所使用的ImagePlus所有内存资源。

ImagePlus imp = ...
imp.flush();

注意：如果你持有一个从ImagePlus.getProcessor（）方法获得ImageProcessor。即ImageProcessor的像素数组指针将被设置为null。你应该改为调用ImageProcessor的duplicate（），或直接通过getPixels（）得到它的像素，并把它们存储在相同的尺寸的新ImageProcessor。

同样，java.awt.Image中获取自己的flush（）方法调用也是如此。

四、打开图像

所有方法都围绕着ij.io.Opener类展开。

1、高层次的方式，从文件或URL

ImagePlus imp = IJ.openImage("/path/to/image.tif");
imp.show();

ImagePlus imp = IJ.openImage("http://www.example.org/path/to/image.tif");
imp.show();

// Without getting back a pointer, and automatically showing it:
IJ.open("/path/to/image.tif");
// Same but from an URL
IJ.open("http://www.example.org/path/to/image.tif");

2、从文件打开

Opener opener = new Opener();
ImagePlus imp = opener.openImage("/path/to/image.tif");
imp.show();

3、从URL打开

Opener opener = new Opener();
ImagePlus imp = opener.openImage("http://www.example.org/path/to/image.tif");
imp.show();

以上注意URL 包含http://如何的自动检测并正确解析。如果需要，可以直接调用：

ImagePlus imp = opener.openURL("http://www.example.org/path/to/image.tif");

五、编辑像素

1、运行ImageJ命令方式，这是一个高层次的方法，像素可以通过调用ImageJ的命令编辑图像：

ImagePlus imp = ...
// Making a binary image
IJ.run(imp, "Convert to Mask", ""); // "" means no arguments

// Resizing, opens a copy in a new window (the 'create' command keyword)
IJ.run(imp, "Scale...", "x=0.5 y=0.5 width=344 height=345 interpolate create title=[Scaled version of " +imp.getTitle() + "]");
  ...

任何ImageJ命令可能被应用。你可以找出哪些命令来使用，哪些参数通过运行插件，并手动调用的ImageJ打开的图像上的菜单命令。

2、中级层次编辑方式：ImageProcessor（ROIs/selections）

在图像上绘制或填充ROI（感兴趣区域）：

ImagePlus imp = ...
ImageProcessor ip = imp.getProcessor();

// Assuming 8-bit image

// fill a rectangular region with 255 (on grayscale this is white color):
Roi roi = new Roi(30, 40, 100, 100); // x, y, width, height of the rectangle
ip.setRoi(roi);
ip.setValue(255);
ip.fill();

// fill an oval region with 255 (white color when grayscale LUT):
OvalRoi oroi = new OvalRoi(50, 60, 100, 150); // x, y, width, height of the oval
ip.setRoi(oroi);
ip.setValue(255);
ip.fill(ip.getMask()); // notice different fill method
// regular fill() would fill the entire bounding box rectangle of the OvalRoi
// The method above is valid at least for PolygonRoi and ShapeRoi as well.


// draw the contour of any region with 255 pixel intensity
Roi roi = ...
ip.setValue(255);
ip.draw();

// update screen view of the image
imp.updateAndDraw();

3、ROIs的一些事情：

A、有很多selection/ROI类型：Roi（矩形之一，也是所有其它类型的父类），Line, OvalRoi, PolygonRoi, PointRoi, FreehandRoi, ShapeRoi, TextRoi。另外有一些子类型，如PolygonRoi里的POLYGON、POLYLINE 类型。

B、大部分的ROI是用于编辑图像非常有用; 一些用于图像分析（Line，PointRoi，TextRoi）。

C、最强大的ROI是ShapeRoi：java.awt.geom.GeneralPath支持它，它能够存储任意数量的任何形状的不连续区域的。

D、ip.fill(ip.getMask())方法是最安全的，可在各种场合使用，只需要检查ImageProcessor的mask通过getMask()返回的不为null。

旋转，翻转和缩放图像（或者ROI）

ImagePlus imp = ...
ImageProcessor ip = imp.getProcessor();

ip.flipHorizontal();

ip.flipVertical();

ip.rotateLeft();

ip.rotateRight();

// rotate WITHOUT enlarging the canvas to fit
double angle = 45;
ip.setInterpolate(true); // bilinear
ip.rotate(45);

// rotate ENLARGING the canvas and filling the new areas with background color
double angle = 45;
IJ.run(imp, "Arbitrarily...", "angle=" + angle + " grid=1 interpolate enlarge");

// scale WITHOUT modifying the canvas dimensions
ip.setInterpolate(true); // bilinear
ip.scale(2.0, 2.0); // in X and Y

// scale ENLARGING or SHRINKING the canvas dimensions
double sx = 2.0;
double sy = 0.75;
int new_width = (int)(ip.getWidth() * sx);
int new_height = (int)(ip.getHeight() * sy);
ip.setInterpolate(true); // bilinear
ImageProcesor ip2 = ip.resize(new_width, new_height); // of the same type as the original
imp.setProcessor(imp.getTitle(), ip2); // UPDATE the original ImagePlus

// update screen view of the image
imp.updateAndDraw();

ImageProcessor类提供了绘制线条、文字和点等。看看在ImageProcessor的API。

4、低层次的编辑方式：像素数组

ImagePlus imp = ...
ImageProcessor ip = imp.getProcessor();

// Editing the pixel array
if (imp.getType() == ImagePlus.GRAY8) {
  byte[] pixels = (byte[])ip.getPixels();
  // ... do whatever operations directly on the pixel array
}

// Replacing the pixel array: ONLY if same size
if (imp.getType() == ImagePlus.GRAY8) {
  int width = ip.getWidth();
  int height = ip.getHeight();
  byte[] new_pixels = new byte[width * height];
  // set each pixel value to whatever, between -128 and 127
  for (int y=0; y<height; y++) {
  for (int x=0; x<width; x++) {
  // Editing pixel at x,y position
new_pixels[y * width + x] = ...;
}
}
  // update ImageProcessor to new array
ip.setPixels(new_pixels);
}

// Replacing the pixel array but of different length: for example, to resize 2.5 times in width and height
int new_width = (int)(ip.getWidth() * 2.5);
int new_height = (int)(ip.getHeight() * 2.5);
ImageProcessor ip2 = ip.createProcessor(new_width, new_height); // of same type
imp.setProcessor(imp.getTitle(), ip2);

if (imp.getType() == ImagePlus.GRAY8) {
  byte[] pix = (byte[])imp.getProcessor().getPixels(); // or ip2.getPixels();
  // .. process pixels ...
  for (int y=0; y<height; y++) {
  for (int x=0; x<width; x++) {
  // Editing pixel at x,y position
new_pixels[y * width + x] = ...;
}
}
}

// DON'T forget to update the screen image!
imp.updateAndDraw();

如果要显示的ImagePlus，更新图像只有必须的，

六、保存图像

1、高层次的方式

ImagePlus imp = ...
IJ.saveAs(imp, "tif", "/path/to/image.tif");

// or by using the file format extension:
IJ.save(imp, "/path/to/image.tif");

很多格式都支持。在IJ类里搜索方法"saveAs"

2、通过FileSaver类

ImagePlus imp = ...
new FileSaver(imp).saveAsTiff("/path/to/image.tif");

该FileSaver类有更多的选择：saveAsTiffStack，saveAsJpeg，saveAsPng，saveAsGif ...等。