1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 357 358 359 360 361 362 363 364 365 366 367 368 369 370 371 372 373 374 375 376 377 378 379 380 381 382 383 384 385 386 387 388 389 390 391 392 393 394 395 396 397 398 399 400 401 402 403 404 405 406 407 408 409 410 411 412 413 414 415 416 417 418 419 420 421 422 423 424 425 426 427 428 429 430 431 432 433 434 435 436 437 438 439 440 441 442 443 444 445 446 447 448 449 450 451 452 453 454 455 456 457
| import java.awt.image.BufferedImage;
import java.awt.image.WritableRaster;
import java.util.List;
import java.util.Vector;
import utils.arrays.ArraysOperations;
import utils.times.Chronometer;
/**
* <p>Description : Cette classe propose des methodes qui permettent de calculer le nombre de trous et de composantes connexes dans une image.
* Cette classe utilise un algorithme iteratif contenant une file.</p>
* <p>Package(s) required: imageTiTi, utils.</p>
* <p>Copyright: Copyright (c) 2007-2011.</p>
* <p>Laboratories/Teams: CMM (Mines-ParisTech/ENSMP), I&M (ex LXAO) LSIS.</p>
* <p>Updates:<br>
* 19 Janvier 2010 => Ajout des methodes Label(*) avec pour types d'entree : DV, int[][] et int[][][].<br>
* 12 Octobre 2009 => Creation.</p>
*
* @author Guillaume THIBAULT
* @version 1.0
*/
public class FifoCcl implements ConnectedComponentLabeling
{
/** La dernier image sur laquelle on a compte le nombre de composantes.*/
protected BufferedImage source = null ;
/** Le tableau contenant la numerotation des composantes.*/
protected int[][] Labels = null ;
/** Le tableau contenant la numerotation des composantes.*/
protected int[][][] Labels3D = null ;
/** Tableau contenant la taille des composantes connexes.*/
protected int[] Sizes = null ;
/** Nombre de composantes connexes denombrees lors du dernier appel de la methode Label.*/
protected int Counter = -1 ;
/** La file contenant les pixels a traiter.*/
protected List<Coordinates> fifo = new Vector<Coordinates>() ;
/** Classe permettant de stocker les coordonnees des pixels/voxels. Classe minimale, moins lourde qu'un point.
* @author FiReTiTi*/
private class Coordinates
{
int X, Y, Z ;
public Coordinates(int X, int Y)
{
this.X = X ;
this.Y = Y ;
}
public Coordinates(int X, int Y, int Z)
{
this.X = X ;
this.Y = Y ;
this.Z = Z ;
}
}
/** Calcule le nombre de composantes connexes dans l'image.
* @param Original L'image dans laquelle on doit compter les composantes connexes.
* @param BackGround Couleur du fond, donc a ne pas prendre en compte.
* @param EightConnex Booleen qui permet de savoir si le calcul se fait en quatre ou huit connexites.
* @param Chrono Le chronometre pour mesurer la duree.
* @return Le nombre de composantes connexes de l'image.*/
public int Label(BufferedImage Original, int BackGround, boolean EightConnex, Chronometer Chrono)
{
int x, y, X, Y, Color, marker = 0 ;
int height = Original.getHeight() ;
int width = Original.getWidth() ;
WritableRaster wr = Original.getRaster() ;
if ( Chrono != null )
{
System.out.print("Number of connected components computation with fifo algorithm: ") ;
marker = Chrono.setMarker() ;
}
if ( Labels == null || height != Labels.length || width != Labels[0].length ) // Pour éviter de re-allouer chaque fois.
{
Labels = null ;
Labels = new int[height][width] ;
}
ArraysOperations.SetConstant(Labels, -1) ; // On initialise
source = null ;
source = Original ;
fifo.clear() ;
Counter = 0 ;
for (y=0 ; y < height ; y++)
for (x=0 ; x < width ; x++)
if ( Labels[y][x] == -1 ) // Si on a jamais touché à cette case.
if ( wr.getSample(x, y, 0) == BackGround ) Labels[y][x] = 0 ; // Si on est sur le fond, on met zéro.
else
{
Counter++ ;
Mark(x, y, Counter) ;
Color = wr.getSample(x, y, 0) ;
X = x ;
Y = y ;
do {
x = fifo.get(0).X ;
y = fifo.get(0).Y ;
fifo.remove(0) ;
if ( y-1 >= 0 && Labels[y-1][x] == -1 && wr.getSample(x, y-1, 0) == Color ) Mark(x, y-1, Counter) ;
if ( y+1 < height && Labels[y+1][x] == -1 && wr.getSample(x, y+1, 0) == Color ) Mark(x, y+1, Counter) ;
if ( x-1 >= 0 && Labels[y][x-1] == -1 && wr.getSample(x-1, y, 0) == Color ) Mark(x-1, y, Counter) ;
if ( x+1 < width && Labels[y][x+1] == -1 && wr.getSample(x+1, y, 0) == Color ) Mark(x+1, y, Counter) ;
if ( EightConnex )
{
if ( y-1 >= 0 && x-1 >= 0 && Labels[y-1][x-1] == -1 && wr.getSample(x-1, y-1, 0) == Color ) Mark(x-1, y-1, Counter) ;
if ( y-1 >= 0 && x+1 < width && Labels[y-1][x+1] == -1 && wr.getSample(x+1, y-1, 0) == Color ) Mark(x+1, y-1, Counter) ;
if ( y+1 < height && x-1 >= 0 && Labels[y+1][x-1] == -1 && wr.getSample(x-1, y+1, 0) == Color ) Mark(x-1, y+1, Counter) ;
if ( y+1 < height && x+1 < width && Labels[y+1][x+1] == -1 && wr.getSample(x+1, y+1, 0) == Color ) Mark(x+1, y+1, Counter) ;
}
} while ( !fifo.isEmpty() ) ;
x = X ;
y = Y ;
}
Sizes = null ; // On remplit le tableau Sizes.
Sizes = new int[Counter+1] ;
for (y=0 ; y < height ; y++)
for (x=0 ; x < width ; x++)
if ( Labels[y][x] > 0 )
Sizes[Labels[y][x]]++ ;
wr = null ;
if ( Chrono != null )
{
System.out.println(Chrono.getTimeSinceMarker(marker)) ;
Chrono.FreeMarker(marker) ;
}
return Counter ;
}
/** Calcule le nombre de composantes connexes dans l'image.
* @param Original Le tableau 3D dans laquel on doit compter les composantes connexes.
* @param BackGround Couleur du fond, donc a ne pas prendre en compte.
* @param EightConnex Booleen qui permet de savoir si le calcul se fait en quatre ou huit connexites.
* @param Chrono Le chronometre pour mesurer la duree.
* @return Le nombre de composantes connexes de l'image.*/
public int Label(int[][] Original, int BackGround, boolean EightConnex, Chronometer Chrono)
{
int x, y, X, Y, Color, marker = 0 ;
int height = Original.length ;
int width = Original[0].length ;
this.source = null ;
if ( Chrono != null )
{
System.out.print("Number of 3D connected components computation with fifo algorithm: ") ;
marker = Chrono.setMarker() ;
}
if ( Labels == null || height != Labels.length || width != Labels[0].length ) // Pour éviter de re-allouer.
{
Labels = null ;
Labels = new int[height][width] ;
}
fifo.clear() ;
ArraysOperations.SetConstant(Labels, -1) ;
Counter = 0 ;
for (y=0 ; y < height ; y++)
for (x=0 ; x < width ; x++)
if ( Labels[y][x] == -1 ) // Si on a jamais touché à cette case.
if ( Original[y][x] == BackGround ) Labels[y][x] = 0 ; // Si on est sur le fond, on met zéro.
else
{
Counter++ ;
Mark(x, y, Counter) ;
Color = Original[y][x] ;
X = x ;
Y = y ;
do {
x = fifo.get(0).X ;
y = fifo.get(0).Y ;
fifo.remove(0) ;
if ( y-1 >= 0 && Labels[y-1][x] == -1 && Original[y-1][x] == Color ) Mark(x, y-1, Counter) ;
if ( y+1 < height && Labels[y+1][x] == -1 && Original[y+1][x] == Color ) Mark(x, y+1, Counter) ;
if ( x-1 >= 0 && Labels[y][x-1] == -1 && Original[y][x-1] == Color ) Mark(x-1, y, Counter) ;
if ( x+1 < width && Labels[y][x+1] == -1 && Original[y][x+1] == Color ) Mark(x+1, y, Counter) ;
if ( EightConnex )
{
if ( y-1 >= 0 && x-1 >= 0 && Labels[y-1][x-1] == -1 && Original[y-1][x-1] == Color ) Mark(x-1, y-1, Counter) ;
if ( y-1 >= 0 && x+1 < width && Labels[y-1][x+1] == -1 && Original[y-1][x+1] == Color ) Mark(x+1, y-1, Counter) ;
if ( y+1 < height && x-1 >= 0 && Labels[y+1][x-1] == -1 && Original[y+1][x-1] == Color ) Mark(x-1, y+1, Counter) ;
if ( y+1 < height && x+1 < width && Labels[y+1][x+1] == -1 && Original[y+1][x+1] == Color ) Mark(x+1, y+1, Counter) ;
}
} while ( !fifo.isEmpty() ) ;
x = X ;
y = Y ;
}
Sizes = null ; // On remplit le tableau Sizes.
Sizes = new int[Counter+1] ;
for (y=0 ; y < height ; y++)
for (x=0 ; x < width ; x++)
if ( Labels[y][x] > 0 )
Sizes[Labels[y][x]]++ ;
if ( Chrono != null )
{
System.out.println(Chrono.getTimeSinceMarker(marker)) ;
Chrono.FreeMarker(marker) ;
}
return Counter ;
}
/* --------------------------------------------------------------- 3D --------------------------------------------------------------- */
/** Calcule le nombre de composantes connexes dans l'image.
* @param Original Le tableau 3D dans laquel on doit compter les composantes connexes.
* @param BackGround Couleur du fond, donc a ne pas prendre en compte.
* @param TwentySixConnex Booleen qui permet de savoir si le calcul se fait en six ou vingt six connexites.
* @param Chrono Le chronometre pour mesurer la duree.
* @return Le nombre de composantes connexes de l'image.*/
public int Label(int[][][] Original, int BackGround, boolean TwentySixConnex, Chronometer Chrono)
{
int x, y, z, X, Y, Z, Color, marker = 0 ;
int depth = Original.length ;
int height = Original[0].length ;
int width = Original[0][0].length ;
this.source = null ;
if ( Chrono != null )
{
System.out.print("Number of 3D connected components computation with fifo algorithm: ") ;
marker = Chrono.setMarker() ;
}
if ( Labels3D == null || depth != Labels3D.length || height != Labels3D[0].length || width != Labels3D[0][0].length ) // Pour éviter de re-allouer.
{
Labels3D = null ;
Labels3D = new int[depth][height][width] ;
}
fifo.clear() ;
ArraysOperations.SetConstant(Labels3D, -1) ;
Counter = 0 ;
for (z=0 ; z < depth ; z++)
for (y=0 ; y < height ; y++)
for (x=0 ; x < width ; x++)
if ( Labels3D[z][y][x] == -1 ) // Si on a jamais touché à cette case.
if ( Original[z][y][x] == BackGround ) Labels3D[z][y][x] = 0 ; // Si on est sur le fond, on met zéro.
else
{
Counter++ ;
Mark(x, y, z, Counter) ;
Color = Original[z][y][x] ;
X = x ;
Y = y ;
Z = z ;
do {
x = fifo.get(0).X ;
y = fifo.get(0).Y ;
z = fifo.get(0).Z ;
fifo.remove(0) ;
if ( z-1 >= 0 && Labels3D[z-1][y][x] == -1 && Original[z-1][y][x] == Color ) Mark(x, y, z-1, Counter) ;
if ( z+1 < depth && Labels3D[z+1][y][x] == -1 && Original[z+1][y][x] == Color ) Mark(x, y, z+1, Counter) ;
if ( y-1 >= 0 && Labels3D[z][y-1][x] == -1 && Original[z][y-1][x] == Color ) Mark(x, y-1, z, Counter) ;
if ( y+1 < height && Labels3D[z][y+1][x] == -1 && Original[z][y+1][x] == Color ) Mark(x, y+1, z, Counter) ;
if ( x-1 >= 0 && Labels3D[z][y][x-1] == -1 && Original[z][y][x-1] == Color ) Mark(x-1, y, z, Counter) ;
if ( x+1 < width && Labels3D[z][y][x+1] == -1 && Original[z][y][x+1] == Color ) Mark(x+1, y, z, Counter) ;
if ( TwentySixConnex )
{
if ( y-1 >= 0 && x-1 >= 0 && Labels3D[z][y-1][x-1] == -1 && Original[z][y-1][x-1] == Color ) Mark(x-1, y-1, z, Counter) ;
if ( y-1 >= 0 && x+1 < width && Labels3D[z][y-1][x+1] == -1 && Original[z][y-1][x+1] == Color ) Mark(x+1, y-1, z, Counter) ;
if ( y+1 < height && x-1 >= 0 && Labels3D[z][y+1][x-1] == -1 && Original[z][y+1][x-1] == Color ) Mark(x-1, y+1, z, Counter) ;
if ( y+1 < height && x+1 < width && Labels3D[z][y+1][x+1] == -1 && Original[z][y+1][x+1] == Color ) Mark(x+1, y+1, z, Counter) ;
if ( z-1 >= 0 && y-1 >= 0 && x-1 >= 0 && Labels3D[z-1][y-1][x-1] == -1 && Original[z-1][y-1][x-1] == Color )
Mark(x-1, y-1, z-1, Counter) ;
if ( z-1 >= 0 && y-1 >= 0 && x+1 < width && Labels3D[z-1][y-1][x+1] == -1 && Original[z-1][y-1][x+1] == Color )
Mark(x+1, y-1, z-1, Counter) ;
if ( z-1 >= 0 && y+1 < height && x-1 >= 0 && Labels3D[z-1][y+1][x-1] == -1 && Original[z-1][y+1][x-1] == Color )
Mark(x-1, y+1, z-1, Counter) ;
if ( z-1 >= 0 && y+1 < height && x+1 < width && Labels3D[z-1][y+1][x+1] == -1 && Original[z-1][y+1][x+1] == Color )
Mark(x+1, y+1, z-1, Counter) ;
if ( z+1 < depth && y-1 >= 0 && x-1 >= 0 && Labels3D[z+1][y-1][x-1] == -1 && Original[z+1][y-1][x-1] == Color )
Mark(x-1, y-1, z+1, Counter) ;
if ( z+1 < depth && y-1 >= 0 && x+1 < width && Labels3D[z+1][y-1][x+1] == -1 && Original[z+1][y-1][x+1] == Color )
Mark(x+1, y-1, z+1, Counter) ;
if ( z+1 < depth && y+1 < height && x-1 >= 0 && Labels3D[z+1][y+1][x-1] == -1 && Original[z+1][y+1][x-1] == Color )
Mark(x-1, y+1, z+1, Counter) ;
if ( z+1 < depth && y+1 < height && x+1 < width && Labels3D[z+1][y+1][x+1] == -1 && Original[z+1][y+1][x+1] == Color )
Mark(x+1, y+1, z+1, Counter) ;
}
} while ( !fifo.isEmpty() ) ;
x = X ;
y = Y ;
z = Z ;
}
Sizes = null ; // On remplit le tableau Sizes.
Sizes = new int[Counter+1] ;
for (z=0 ; z < depth ; z++)
for (y=0 ; y < height ; y++)
for (x=0 ; x < width ; x++)
if ( Labels3D[z][y][x] > 0 )
Sizes[Labels3D[z][y][x]]++ ;
if ( Chrono != null )
{
System.out.println(Chrono.getTimeSinceMarker(marker)) ;
Chrono.FreeMarker(marker) ;
}
return Counter ;
}
/* ------------------------------------------------ Marqueurs & Getters ------------------------------------------------ */
/** Petite methode permettant d'ajouter un point dans la liste et de mettre la valeur count dans le tableau Labels.
* @param x Coordonnee en X.
* @param y Coordonnee en Y.
* @param count Le numero de la composante connexe.*/
private void Mark(int x, int y, int count)
{
fifo.add(new Coordinates(x, y)) ;
Labels[y][x] = count ;
}
/** Petite methode permettant d'ajouter un point dans la liste et de mettre la valeur count dans le tableau Labels.
* @param x Coordonnee en X.
* @param y Coordonnee en Y.
* @param z Coordonnee en Z.
* @param count Le numero de la composante connexe.*/
private void Mark(int x, int y, int z, int count)
{
fifo.add(new Coordinates(x, y, z)) ;
Labels3D[z][y][x] = count ;
}
/** Calcule le nombre de composantes connexes dans l'image, mais ne compte que les composantes
* ayant une surface superieure a Threshold.
* @param Threshold Surface minimum que doit avoir une composante connexe afin d'etre comptabilisee.
* @return Le nombre de composantes connexes de l'image.*/
public int NumberOfConnectedComponent(int Threshold)
{
if ( Labels == null ) throw new NullPointerException("Execution of Label method required before this one.") ;
int nbccf = 0 ;
for (int i=1 ; i <= Counter ; i++)
if ( Sizes[i] >= Threshold ) nbccf++ ;
return nbccf ;
}
/** Methode qui renvoit le nombre de composantes connexes denombrees lors du dernier appel de la methode Label.
* @return Le nombre de composantes.*/
public int NumberOfConnectedComponent()
{
return Counter ;
}
/* ----------------------------------------------------- Les getters ----------------------------------------------------- */
/** Method which return sizes of connected components.
* @return Array.*/
public int[] Sizes()
{
return Sizes;
}
/** Method which return array of labels.
* @return Array.*/
public int[][] Labels()
{
return Labels ;
}
/** Method which return array of labels.
* @return Array.*/
public int[][][] Labels3D()
{
return Labels3D ;
}
} |
Partager