基于Android平臺的圖像處理技術的設計與實現

楊全海

（陜西職業(yè)技術學院 計算機科學系，陜西 西安 710100）

基于Android平臺的圖像處理技術的設計與實現

楊全海

（陜西職業(yè)技術學院 計算機科學系，陜西 西安 710100）

隨著計算機圖形技術以及移動終端的發(fā)展，為了滿足Android手機用戶的圖像處理需求，文中基于Android平臺研究并開發(fā)了一套圖像處理系統(tǒng)，實現了圖像填充與縮放兩個基礎的圖像處理功能。系統(tǒng)經Android手機測試運行流暢，為圖像處理算法在Android平臺下的應用與改進提供了新的思路。

圖像處理；系統(tǒng)設計；Android；設計

隨著社會信息化程度的加快，數字圖像處理技術在人們的日常生活中扮演著越來越重要的角色。同時伴隨著移動3G/4G時代的到來，手機移動終端的飛速發(fā)展，Android平臺作為當下最火熱手機系統(tǒng)被人們所熟知。由于手機和PC的區(qū)別，如何在手機移動終端上進行快速的圖像處理也是亟待解決的熱點問題之一。為了滿足Android手機用戶的圖像處理需求，探索移動終端上圖像處理的奧秘，文中基于Android平臺研究并開發(fā)了一套圖像處理系統(tǒng)，實現了圖像填充與縮放兩個基礎的圖像處理功能[1-5]。

圖像的區(qū)域填充和縮放均是計算機圖形學中基本的問題之一。區(qū)域填充依靠對圖像邊界的描述得到該區(qū)域內的完整圖像；圖像的縮放從圖像處理角度而言是圖像的變形變換，其核心是通過原圖像到目標圖像的坐標變換，將原圖像每個點的左邊經某種變換轉化為目標圖像的相應點的新坐標。文中將區(qū)域填充算法和圖像縮放算法在Android平臺下加以改進，實現了Android平臺下的圖像處理[6-9]。

1 系統(tǒng)分析與模塊構建

本圖像處理系統(tǒng)由4大模塊構成，分別是圖形工具欄管理模塊、畫布處理模塊、圖形菜單工具欄模塊和通信管理模塊。系統(tǒng)架構如圖1所示[10-12]。

1）圖形工具管理：在圖形工具欄管理模塊中包括畫筆管理、基本圖形管理、顏色管理、文字處理以及橡皮擦模塊，用戶可通過在工具欄中選擇相應的工具實現對圖像的構造與修改。

2）畫布管理：畫布管理模塊中包括定制畫布與移動畫布兩個功能。畫布是屏幕的背景，用戶可按照自身的喜好定制畫布選擇畫布的尺寸，并在畫圖時移動畫布，保證畫面的合理布局。而圖形菜單管理模塊包括圖形文件的操作。

3）圖形編輯與圖形處理：在該模塊中實現了本系統(tǒng)主要的兩個圖像處理功能，即圖像的填充與圖像的縮放，具體的實現將在后文展示。

圖1 系統(tǒng)功能模塊

4）通信管理模塊：通信管理模塊主要是將作好的圖像加以分享，用戶可通過短信、彩信、郵件的方式分享作品。

2 系統(tǒng)實現

2.1 Android平臺

Android是Google公司開發(fā)的基于Linux的全自由開源操作系統(tǒng)。在移動互聯(lián)網時代，其被廣泛的應用于手機、平板電腦、電視機頂盒等移動設備。Android具有開放性，相比于蘋果公司的IOS系統(tǒng)其是一個完全開放的移動開發(fā)平臺，不論是底層的操作系統(tǒng)還是上層的用戶界面均向開發(fā)者開放[13-15]。因此，這一平臺不存在阻礙移動終端創(chuàng)新的專利障礙。在 Android平臺下進行圖像處理時需注意到Android平臺中的圖像每一個像素分別有Alpha、R、G、B四個樣本組成，以完成圖形編輯與圖形處理中的圖像縮放為例，在使用當下流行的基于雙線性插值圖像縮放算法時，應按照圖2所示方法進行縮放。

圖2 Android平臺下實現雙線性插值

即先將將彩色的圖像分解為A、R、G、B 4個灰度圖像，然后分別使用雙線性插值法進行縮放，縮放完成后將所得的灰度圖像合成即為彩色圖像的縮放結果。文中以圖像縮放為例，講述圖像處理與編輯模塊的實現。

1)樣品預處理裝置，包括采樣探針及過濾器、流量計、電磁多支管、真空泵、管型燃燒爐、冷凝器、凝聚式過濾器、脫水器及真空變換器等；

2.2 圖像縮放

大多數的圖像縮放是基于插值思想的。圖像的縮放從圖像處理角度而言是圖像的變形變換，其核心是通過原圖像到目標圖像的坐標變換，將原圖像的每個點的左邊經某種變換轉化為目標圖像的相應點的新坐標。再通過原圖像的像素值得到變換后坐標處的像素值，即可實現。插值是指在已知的離散數據上補插連續(xù)函數，使得補插連續(xù)函數的曲線通過全部給定的離散數據點，是處理離散函數逼近問題的重要方法，利用插值估算出函數在其他點處的近似值。即已知f（x）在區(qū)間[a，b]上n+1個互異節(jié)點，x0，x1，x2，…，xn處的函數值 f（x0），f（x1），f（x2），…，f（xn），若存在函數，滿足

則成S（x）為函數f（x）在點xi（i，1，2，…，n）處的插值，其中xi為插值節(jié)點，[a，b]為插值區(qū)間，求S（x）的方法稱為插值法。誤差函數R（x）=f（x）-S（x）稱為插值余項。根據插值函數的不同分為線性插值算法、多項式插值、牛頓插值、拉格朗日插值、三次樣條插值等。下文介紹危險性插值算法。

2.2.1 一維線性插值

一維線性插值問題即已知（x0，y0）（x1，y1）情況下，求解p1（x）=a1x+a0使得p（xi）=yi，求解思路如圖3所示。

圖3 線性插值圖解

其中P0，P1稱為插值基函數

這樣就實現了一維的線性插值，一維線性插值是插值算法中實現起來較簡單的一種，但其體現了由離散到連續(xù)的轉化過程，這是所有插值算法的共同點之一。

2.2.2 雙線性插值

將一維線性插值在兩個方向分別進行一次，即為在圖像縮放處理中的雙線性插值算法。由此可見，雙線性插值的核心是對兩個變量的線性插值。實現的步驟如下。

圖4 雙線性插值算法圖示

如圖2所示，文中由紅色像素點與待插值得到新的綠色估計像素點，完成圖像像素的映射。同時，即可完成圖像的縮放。即在已知Q11=（x1，y1）、Q12=（x1，y2），Q21=（x2，y1），Q22=（x2，y2）4個點像素的前提下，求點出的像素值。

步驟1：X軸方向線性插值，插入R1，R2，即

步驟2：Y軸方向插值，根據R1，R2像素，線性插值計算P點像素。即

值得注意的是，由于線性插值的線性性質，先進性y方向的插值在進行x方向的插值將得到與本文一致的結果。以圖像的縮小為例，結果如圖5所示。

圖5 系統(tǒng)圖像縮小功能實現

3 結束語

更多的將焦點聚集在了Android這一移動平臺上。本文介紹了一種在Android平臺下實現的圖像處理系統(tǒng)，實現了諸多在PC機上相同的功能，擴大了圖像處理算法的應用平臺。重點介紹了一種圖像的縮放算法，并將該算法在時下最火的Android平臺中加以挑中，適當改進，然后編程實現，使得手機中的圖像可及時符合手機屏幕的大小，也可生成對應的縮略圖，同時還可在手機圖像處理軟件中廣泛應用。

[1]李弼程.智能圖像處理技術[M].北京:電子工業(yè)出版社，2004.

[2]David，FRogers.計算機圖形學的算法基礎[M].北京:機械工業(yè)出版社，2002.

[3]Android Open SoureeProjeet[EB/OL].http://android. git.kemel.org/Platform.

[4]王秋生，孫圣和，鄭為民.數字音頻信號的脆弱水印嵌入算法[J].計算機學報，2002，25（5）:1-6.

[5]徐舒暢.基于色素分離的皮膚圖像處理與分析[D].杭州:浙江大學，2007.

[6]杜馨瑜.模擬視覺機制的圖像處理若干問題研究[D].成都:電子科技大學，2012.

[7]王懷穎.細胞神經網絡在圖像處理中的應用技術研究[D].南京:南京航空航天大學，2007.

[8]張俊.基于PDE模型的圖像處理問題的快速數值方法[D].長沙:湖南大學，2013.

[9]呂敏.通用圖像處理算法流程組裝平臺[D].長沙:中南大學，2010.

[10]林鵬.基于集群系統(tǒng)的并行圖像處理算法的設計與實現[D].青島:中國海洋大學，2006.

[11]陳寶國，李寧.一種基于Sobel算子和混合有理插值的圖像縮放方法[J].微電子學與計算機，2012，29（2）:150-152，158.

[13]謝春輝，程義民，陳揚坤.數字圖像中擴頻水印的盲提取方法[J].數據采集與處理，2011（1）:26-30.

[14]http://developer.android.com/guide/basics/What-isandroid.html.

[15]http://zh.wikipedia.org/zh-cn/Android.

隨著計算機技術、移動通信的不斷發(fā)展，人們

Design and implementation of image processing technology based on Android platform

YANG Quan-hai
（Department of Computer Science，Shaanxi Vocational and Technical College，Xi’an 710100，China）

In order to satisfy the requirement of the modern mobileimage processing a professionalimage processingsystembased on Android platformis designed in this paper，realizing two basic image processing functions:image filling and scaling.After the proc of the image，we Reduce the phenomenon and improve the smoothness of the image.The system has been tested and run smoothly by Android mobile phone.

image processing；system design；Android；design

TP311

：A

：1674－6236（2017）01-0160-03

2016-01-14稿件編號：201601108

楊全海（1974—），男，陜西澄城人，碩士，助教。研究方向：圖形圖像。