RGB彩色图像分量提取（java实现）

引文

生活中最常见的RGB图像，比如手机照片，即为标准的三通道24位深RGB图像。 冈萨雷斯和伍兹所著的《数字图像处理》第二版中给出如下定义：一幅RGB图像，可以看作是一个MN3的彩色像素数组，其中每个彩色像素是一个三值组，这三个值分别对应特定空间位置处该RGB图像的红、绿、蓝分量。RGB也可以视为三幅灰度图像形成的“堆叠”，当它们送到彩色显示器时，会**按照一定规则进行组合，并在屏幕上生成一幅彩色图像。因此，按照此约定，我们把形成RGB彩色图像的三幅图像称为红色、绿色、蓝色分量图像。接下来要探讨的便是:如何通过这个规则进行逆变换，实现对RGB彩色图像的分量图像提取。

正文

一、RGB彩色图像简析

在引文部分中已经将RGB图像解释得特别清楚了，在此也可以将RGB图像理解为：
RGB图像是红、绿、蓝三波段图像，按一定规则的叠加得到的新的图像，即：通过对Red红，Green绿，Blue蓝三个通道进行量化，叠加得到一个像素的彩色。在此，核心问题是：这个“堆叠”规则是什么？

先来看一个如下的彩色空间坐标系，可将其初步解读为：在RGB彩色空间模型中，任意空间位置坐标(R,G,B)分量R、G、B按照规则搭配后组成一种颜色。

很显然，R、G、B对应的即是在引文中提到的红色、绿色、蓝色分量图像像素值。

二、彩色图像分量值

接下来，我们看一下已经提取出来的红色、绿色、蓝色波段分量图像和原RGB图像的区别。

以下为：正常图像分离出来的R（红色）、G（绿色）、B（蓝色）三波段的图像。



以下为正常的RGB彩色图像：

至此，我们对RGB图像以及它的分量图像便有了直观的视觉感受，那么：分量图是如何“堆叠”成为RGB图呢？
（1）先要对一个彩色像素值对应的R、G、B分量在内存中分布进行初步认识。

如图：结合RGB图像是3字节，24位深的属性，我们将三个格子视为三个连续字节，即：24位长的存储空间，其中：R所占的位置（共8个字节）用来存放红色分量图的像素值；G所占的位置（共8个字节）用来存放绿色分量图的像素值；B所占的位置（共8个字节）用来存放蓝色分量图的像素值。
（2）那么，问题来了：我们常规思维理解的是只要将代表色彩分量的值（0-255px）直接放在对应位置就好了，但是计算机是一个将一切事物量化存储的系统，它并不认识按照人类思维存放进去的值到底是什么，因此，这里的R、G、B分量存放时，实际上存在一个位运算的过程，即：
R分量将通过左移（16位）运算放到高8位上，G分量通过左移（8位）运算放到中8位上，B分量直接放置到低8位上，由此：我们可以预知，平时我们看到的，或者是通过matlab直接读取出来的像素值，是将R、G、B分量值进行位运算后得到的结果。（当然：计算机里面存储的都是实际数值的补码，关于数值原码、反码、补码的知识，将不在此进行赘述）
由此，可以认识到：只要将对应的红、绿、蓝波段值赋予一张新的图像，并且存放在对应位置上，就可以实现RGB彩色图像的分量提取。
（3）关于RGB分量提取算法，实质上就是对原彩色像素值的位运算。
在java中，可以通过getRGB（）方法获取一张图像的彩色像素值，在此假设用预定义的public，int型变量RGB_value来接收此彩色像素值，那么：

r_value=this.RGB_value>>16;
g_value=this.RGB_value>>8；
b_value=this.RGB_value;

对于R、G、B分量值的附加，即：进行相应像素值的相反位运算，将不再进行赘述。

三、java编程实现：RGB图像彩色分量提取

			//定义用来存放RGB图像分量图的image对象（下面用到的this.image是已经预读取来的RGB原图像）
			BufferedImage this.image_R=new BufferedImage(this.width,this.height,BufferedImage.TYPE_INT_RGB);
            BufferedImage this.image_G=new BufferedImage(this.width,this.height,BufferedImage.TYPE_INT_RGB);
            BufferedImage this.image_B=new BufferedImage(this.width,this.height,BufferedImage.TYPE_INT_RGB);
            //单色通道提取
            for (int height=0;height>16;//红色波段
                   this.rgb_value[1]=(this.RGB_value&0xff00)>>8;//绿色波段
                   this.rgb_value[2]=(this.RGB_value&0xff);//蓝色波段
                    this.image_R.setRGB(width,height,this.rgb_value[0]<<16);
                    this.image_G.setRGB(width,height,this.rgb_value[1]<<8);
                    this.image_B.setRGB(width,height,this.rgb_value[2]);
                }
            }
            //图像输出
            ImageIO.write(this.image_R,"jpg", new File("C:\\Users\\13241\\Desktop\\WorkPlace\\image_R.jpg"));
            ImageIO.write(this.image_G,"jpg", new File("C:\\Users\\13241\\Desktop\\WorkPlace\\image_G.jpg"));
            ImageIO.write(this.image_B,"jpg", new File("C:\\Users\\13241\\Desktop\\WorkPlace\\image_B.jpg"));

结语

至此，关于通过java实现RGB彩色图像分量提取的内容就结束了。因为刚接触对彩色图像的处理，所以还有很多不足，请大家多多指正。谢谢！