Javaで画像のピクセル（RGB値）を取得する方法｜getRGB()メソッドとシフト演算の使い方

デジタル画像とピクセルの仕組み

デジタル画像は、ピクセルと呼ばれる最小単位の要素が2次元配列状に並んで構成されており、ピクセルはデジタル画像を構成する最も小さな要素です。

各ピクセルにはアルファ（透明度）、赤、緑、青（ARGB）の4つの値が含まれており、それぞれの値は0〜255の範囲に収まります。これは1色あたり8ビット（2^8）で表現できることを意味します。

ARGBの各値は、4バイトのメモリに右から左の順序で格納されます。具体的には、青が0〜7ビット目、緑が8〜15ビット目、赤が16〜23ビット目、アルファが24〜31ビット目に配置されます。

画像のピクセル値（ARGB）を取得する手順

画像からピクセル値を取得する際の基本的な流れは以下の通りです。

• 画像の高さと幅に対して二重ループを実行し、すべてのピクセルを走査します。
• getRGB()メソッドを使用して、各座標のピクセル値を取得します。
• 取得したピクセル値を引数としてColorオブジェクトを生成します。
• getRed()、getGreen()、getBlue()メソッドを使って、それぞれ赤・緑・青の値を取り出します。

サンプルコード：全ピクセルのRGB値をファイルに出力する

次のJavaプログラムは、画像の全ピクセルを読み込み、そのRGB値をテキストファイルに書き出します。なお、この例ではOpenCVではなく、Java標準ライブラリのImageIOとBufferedImageを使用しています。

import java.io.File;
import java.io.FileWriter;
import java.awt.Color;
import java.awt.image.BufferedImage;
import javax.imageio.ImageIO;

public class GetPixels {
    public static void main(String args[]) throws Exception {
        FileWriter writer = new FileWriter("D:\\Images\\pixel_values.txt");
        // 画像の読み込み
        File file = new File("D:\\Images\\cat.jpg");
        BufferedImage img = ImageIO.read(file);
        for (int y = 0; y < img.getHeight(); y++) {
            for (int x = 0; x < img.getWidth(); x++) {
                // ピクセルの内容を取得
                int pixel = img.getRGB(x, y);
                // ピクセル値からColorオブジェクトを生成
                Color color = new Color(pixel, true);
                // R・G・Bの値を取得
                int red = color.getRed();
                int green = color.getGreen();
                int blue = color.getBlue();
                writer.append(red + ":");
                writer.append(green + ":");
                writer.append(blue + "");
                writer.append("\n");
                writer.flush();
            }
        }
        writer.close();
        System.out.println("RGB values at each pixel are stored in the specified file");
    }
}

実行結果

RGB values at each pixel are stored in the specified file

コンソールには上記のメッセージが表示され、指定したファイルには「R:G:B」形式で各ピクセルのRGB値が1行ずつ書き込まれます。

シフト演算子でARGB値を直接取り出す方法

Colorオブジェクトを使わずに、シフト演算子を利用してピクセル値から直接ARGB値を取り出すこともできます。

• 目的の色成分の先頭ビット位置まで右シフトします（アルファは24、赤は16、緑は8など）。
• 右シフトだけでは他のチャンネルのビットが混ざってしまうため、0xffとのビットAND演算を行います。これにより下位8ビットだけが残り、それ以外のビットは無視されます。

int p = img.getRGB(x, y);
// ピクセル値からA・R・G・Bの各値を取得
int a = (p>>24) & 0xff;
int r = (p>>16) & 0xff;
int g = (p>>8) & 0xff;
int b = p & 0xff;