Javaで画像のピクセル（RGB値）を設定・変更する方法

ピクセルとはデジタル画像を構成する最小単位の要素であり、各ピクセルにはアルファ（透明度）、赤、緑、青の4つの値が含まれています。ピクセル値は32ビットのメモリ領域に、ARGBの順序で各8ビットずつ格納されています。そのため、画像の色を変更するには、以下の手順を実行する必要があります。

• 画像内のすべてのピクセルを順番にループ処理する。
• getRGB()メソッドを使用してピクセル値を取得する。
• ピクセル値からARGB値を取り出す。
• RGB値に対して必要な変更を加える。
• 変更後のRGB値で新しいピクセル値を作成する。
• setRGB()メソッドを使用して新しいピクセル値を設定する。

ARGB値を設定する方法

まず、ピクセル値を引数として渡し、Colorオブジェクトをインスタンス化します。次に、getRed()、getGreen()、getBlue()の各メソッドを使って、赤・緑・青の値をそれぞれ取得します。変更後の値を画像に書き戻すには、以下の手順を行います。

• 新しいRGB値を引数として渡して、Colorオブジェクトを作成する。
• ColorクラスのgetRGB()メソッドを使用して、カラーオブジェクトからピクセル値を取得する。
• x座標・y座標と新しいピクセル値をsetRGB()メソッドに渡し、新しいピクセル値を画像に設定する。

サンプルコード

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

public class SetPixels {
    public static void main(String args[]) throws IOException {
        // 画像を読み込む
        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の値を取り出す
                int red = color.getRed();
                int green = color.getGreen();
                int blue = color.getBlue();
                // RGB値を変更する
                green = 150;
                blue = 150;
                // 新しいColorオブジェクトを作成
                color = new Color(red, green, blue);
                // 新しい色を画像に設定
                img.setRGB(x, y, color.getRGB());
            }
        }
        // 変更後の画像を保存する
        file = new File("D:\\Images\\setting_pixels.jpg");
        ImageIO.write(img, "jpg", file);
        System.out.println("Done...");
    }
}

入力画像

出力画像

シフト演算子を使ってARGB値を設定する方法

ピクセル値から各成分を取り出すには、対象となる色の開始ビット位置まで右シフトを行います。アルファは24ビット、赤は16ビットといった具合です。その後、0xFFとのビット単位のAND演算を実行します。これにより、下位8ビットのみが残り、それ以外のビットはマスクされて無視されます。

逆に、ARGBの各値をそれぞれのビット位置まで左シフトし、ビット単位のOR演算で結合することで、新しいピクセル値を再構築することができます。

// 新しいRGB値を設定する
p = (a<<24) | (r<<16) | (g<<8) | b;
img.setRGB(x, y, p);