java源码分水岭算法

import java.awt.image.BufferedImage; import java.io.File; import java.io.IOException; import java.util.HashMap; import java.util.HashSet; import java.util.Map; import java.util.Set; import java.util.SortedMap; import java.util.TreeMap; import javax.imageio.ImageIO; /** *分水岭算法进行图像分割 *@author zhshl *@date 2014-10-31 */ public class WaterShed { private BufferedImage sourceImg;///原图 private BufferedImage gradImage;////灰度图 /** * ///此处采用数组实现指向父节点的多叉树，根节点的父节点是它自己（指向自己，下标用转化后的数值表示比如i行j列，下标为：i*width+j） * ///用查集数据结构来进行区域标记，主要目的在于简化区域块的合并 * ////记录分块数据 */ private int [][] blockData; private int width; private int height; private final int THRESHOD=25; private int maxGrad;////最大梯度值，也是灌水灌到的最高点 private int RIDGE=-100;////该标志表示山脊 ////保存图像对应区域的 块整体信息，key对应分块标记值 private HashMap<Integer,Img_Area_Feature> nodes=new HashMap<>(); /** * 开始进行分水岭算法分割图片 * @param file */ public void startWatering(File file){ ////初始化，包括滤波以及种子区域标记 init(file); ////开始进行分水岭算法 startWatering(); ////获取分割结果的邻接图 getAdjacencyGraph(); ///区域合并 areaCombine(); } /** * 开始灌水生长 */ private void startWatering(){ for(int altitude=THRESHOD;altitude<=maxGrad;altitude++){ ////外层循环，表示每次灌水达到的高度 int addedPixes=0;////记录每次循环有多少个像素点加入了集水盆， do{ addedPixes=0; ////在某个高度下，一直循环到没有新像素点加入到集水盆为止 for(int j=0;j<height;j++){ for(int i=0;i<width;i++){ ///内部循环遍历图片 int grad=(gradImage.getRGB(i, j)>>16)&0xFF; if((grad<=altitude)&&(blockData[j][i]==-1)){ ////处理未标记的区域 int num=0;///记录四领域集水盆数目 int parentIndex=-1; ////左边 if(i>0){////不超出边界 int value=blockData[j][i-1]; if(value!=-1&&value!=-100){ ///找到左边区域的根节点即某节点指向自身 int left_parentIndex=value; int left_j=left_parentIndex/width;///商表示行 int left_i=left_parentIndex%width;///余数表示列 while(blockData[left_j][left_i]!=left_parentIndex){ left_parentIndex=blockData[left_j][left_i]; left_j=left_parentIndex/width;///商表示行 left_i=left_parentIndex%width;///余数表示列 } parentIndex=left_parentIndex; num++; } } ////右边 if(i<width-1){////不超出边界 int value=blockData[j][i+1]; if(value!=-1&&value!=-100){ ///找到左边区域的根节点即某节点指向自身 int left_parentIndex=value; int left_j=left_parentIndex/width;///商表示行 int left_i=left_parentIndex%width;///余数表示列 while(blockData[left_j][left_i]!=left_parentIndex){ left_parentIndex=blockData[left_j][left_i]; left_j=left_parentIndex/width;///商表示行 left_i=left_parentIndex%width;///余数表示列 } if(left_parentIndex!=parentIndex){ num++; } ///把该集水盆的代表节点的父节点下标值记录下来 parentIndex=left_parentIndex; } } ////上边 if(j>0){////不超出边界 int value=blockData[j-1][i]; if(value!=-1&&value!=-100){ ///找到左边区域的根节点即某节点指向自身 int left_parentIndex=value; int left_j=left_parentIndex/width;///商表示行 int left_i=left_parentIndex%width;///余数表示列 while(blockData[left_j][left_i]!=left_parentIndex){ left_parentIndex=blockData[left_j][left_i]; left_j=left_parentIndex/width;///商表示行 left_i=left_parentIndex%width;///余数表示列 } if(left_parentIndex!=parentIndex){ num++; } ///把该集水盆的代表节点的父节点下标值记录下来 parentIndex=left_parentIndex; } } ////下边 if(j<height-1){////不超出边界 int value=blockData[j+1][i]; if(value!=-1&&value!=-100){ ///找到左边区域的根节点即某节点指向自身 int left_parentIndex=value; int left_j=left_parentIndex/width;///商表示行 int left_i=left_parentIndex%width;///余数表示列 while(blockData[left_j][left_i]!=left_parentIndex){ left_parentIndex=blockData[left_j][left_i]; left_j=left_parentIndex/width;///商表示行 left_i=left_parentIndex%width;///余数表示列 } if(left_parentIndex!=parentIndex){ ////当该标记点所在区域的值与之前的区域值不一致时，四邻域集水盆数目加一 num++; } ///把该集水盆的代表节点的父节点下标值记录下来 parentIndex=left_parentIndex; } } ////左上 if(i>0&&j>0){////不超出边界 int value=blockData[j-1][i-1]; if(value!=-1&&value!=-100){ ///找到左边区域的根节点即某节点指向自身 int left_parentIndex=value; int left_j=left_parentIndex/width;///商表示行 int left_i=left_parentIndex%width;///余数表示列 while(blockData[left_j][left_i]!=left_parentIndex){ left_parentIndex=blockData[left_j][left_i]; left_j=left_parentIndex/width;///商表示行 left_i=left_parentIndex%width;///余数表示列 } if(left_parentIndex!=parentIndex){ num++; } ///把该集水盆的代表节点的父节点下标值记录下来 parentIndex=left_parentIndex; } } ////右上 if(i<width-1&&j>0){////不超出边界 int value=blockData[j-1][i+1]; if(value!=-1&&value!=-100){ ///找到左边区域的根节点即某节点指向自身 int left_parentIndex=value; int left_j=left_parentIndex/width;///商表示行 int left_i=left_parentIndex%width;///余数表示列 while(blockData[left_j][left_i]!=left_parentIndex){ left_parentIndex=blockData[left_j][left_i]; left_j=left_parentIndex/width;///商表示行 left_i=left_parentIndex%width;///余数表示列 } if(left_parentIndex!=parentIndex){ num++; } ///把该集水盆的代表节点的父节点下标值记录下来 parentIndex=left_parentIndex; } } ////左下 if(i>0&&j<height-1){////不超出边界 int value=blockData[j+1][i-1]; if(value!=-1&&value!=-100){ ///找到左边区域的根节点即某节点指向自身 int left_parentIndex=value; int left_j=left_parentIndex/width;///商表示行 int left_i=left_parentIndex%width;///余数表示列 while(blockData[left_j][left_i]!=left_parentIndex){ left_parentIndex=blockData[left_j][left_i]; left_j=left_parentIndex/width;///商表示行 left_i=left_parentIndex%width;///余数表示列 } if(left_parentIndex!=parentIndex){ num++; } ///把该集水盆的代表节点的父节点下标值记录下来 parentIndex=left_parentIndex; } } ////右下 if(i<width-1&&j<height-1){////不超出边界 int value=blockData[j+1][i+1]; if(value!=-1&&value!=-100){ ///找到左边区域的根节点即某节点指向自身 int left_parentIndex=value; int left_j=left_parentIndex/width;///商表示行 int left_i=left_parentIndex%width;///余数表示列 while(blockData[left_j][left_i]!=left_parentIndex){ left_parentIndex=blockData[left_j][left_i]; left_j=left_parentIndex/width;///商表�