Android图像处理之泛洪填充算法

概述

泛洪填充算法，又称区域种子填充算法，是图像处理中的一种基础算法，其功能是用某种颜色填充一段封闭的区域。在Android的图像处理中，泛洪填充算法被广泛应用于绘图、拍照效果、图像处理和图形识别等领域。

实现

算法原理

泛洪填充算法是基于图像处理的扫描线算法，其基本原理是从种子点开始，向四周波及，遇到边界或已填充的点则停止扩展，直到所有满足条件的像素点被填充为止。

泛洪填充算法的实现，需要考虑以下几个问题：

1. 种子点的选取方式（手动、自动选取）；
2. 像素点填充的颜色；
3. 像素点填充的停止条件；
4. 像素点填充的优化方式。

代码实现

下面给出一份基于Java语言的泛洪填充算法实现示例：

public void floodFill(Bitmap bitmap, int x, int y, int targetColor, int fillColor) {
    if (bitmap == null) {
        return;
    }
    int width = bitmap.getWidth();
    int height = bitmap.getHeight();
    int[] pixels = new int[width * height];
    bitmap.getPixels(pixels, 0, width, 0, 0, width, height);

    int currentColor = pixels[y * width + x];
    if (currentColor != targetColor && currentColor != fillColor) {
        floodFill(bitmap, width, height, x, y, targetColor, fillColor, currentColor, pixels);
    }
}

private void floodFill(Bitmap bitmap, int width, int height, int x, int y, int targetColor, int fillColor, int startColor, int[] pixels) {
    int index = y * width + x;
    if (pixels[index] == startColor) {
        pixels[index] = fillColor;
        if (x > 0) {
            floodFill(bitmap, width, height, x - 1, y, targetColor, fillColor, startColor, pixels);
        }
        if (x < width - 1) {
            floodFill(bitmap, width, height, x + 1, y, targetColor, fillColor, startColor, pixels);
        }
        if (y > 0) {
            floodFill(bitmap, width, height, x, y - 1, targetColor, fillColor, startColor, pixels);
        }
        if (y < height - 1) {
            floodFill(bitmap, width, height, x, y + 1, targetColor, fillColor, startColor, pixels);
        }
        bitmap.setPixels(pixels, 0, width, 0, 0, width, height);
    }
}

在该示例代码中，floodFill方法接受Bitmap类实例、种子点坐标（x，y）、目标颜色（targetColor）和填充颜色（fillColor）参数。调用floodFill方法后，会通过获取颜色值判断当前填充的位置是否需要被填充，如果满足条件，则递归调用floodFill方法直到所有满足填充条件的像素点均已被填充。

示例说明1：图像涂色

在Android图像处理中，我们可以使用泛洪填充算法实现简单的图像涂色效果，例如给一张黑白图片中的某个区域涂上红色。

Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeResource(getResources(), R.drawable.my_image);
floodFill(bitmap, x, y, Color.BLACK, Color.RED);
imageView.setImageBitmap(bitmap);

在调用floodFill方法时将黑色像素点填充为红色，就可以实现简单的图像涂色效果。

示例说明2：抠图效果

在Android图像处理中，我们可以使用泛洪填充算法实现图像抠图效果，例如将一张图片中某个物体抠出来，再将其放到另外一张背景图片上。

Bitmap src = BitmapFactory.decodeResource(getResources(), R.drawable.my_image);
Bitmap mask = Bitmap.createBitmap(src.getWidth(), src.getHeight(), Bitmap.Config.ARGB_8888);
Canvas canvas = new Canvas(mask);
Paint paint = new Paint(Paint.ANTI_ALIAS_FLAG);
paint.setXfermode(new PorterDuffXfermode(PorterDuff.Mode.SRC_OUT));
canvas.drawBitmap(src, 0, 0, null);
floodFill(mask, x, y, Color.TRANSPARENT, Color.BLACK);
paint.setXfermode(null);

Bitmap output = Bitmap.createBitmap(src.getWidth(), src.getHeight(), Bitmap.Config.ARGB_8888);
canvas.setBitmap(output);
canvas.drawBitmap(src, 0, 0, null);
canvas.drawBitmap(mask, 0, 0, paint);
imageView.setImageBitmap(output);

在上述代码中，首先创建一个与原始图片大小相同的Bitmap类实例mask，使用Canvas类实例将原始图片绘制到mask中，然后通过floodFill方法填充透明像素点，使得mask中的像素点被变成黑色，同时背景图片变为透明。

最后将mask和原始图片合成生成一张新的Bitmap类实例output，在图片处理完之后，将其展示到ImageView控件中。

结论

泛洪填充算法是一种基础的图像处理算法，在Android的图像处理中有着广泛的应用。本文从泛洪填充算法的原理、实现方式以及常见的应用场景三个方面对其进行了介绍，并且给出了两个对泛洪填充算法实现的示例说明，供开发者参考。