使用 Fantom 实现图像边缘检测

Fantom 本身没有直接支持图像处理的库，所以我们会利用 Java 的图像处理库来实现边缘检测。由于 Fantom 可以与 Java 库进行互操作，我们将通过 Java 的图像处理功能进行实现。

环境准备
安装 Fantom：访问 Fantom 官方网站下载并安装 Fantom 编译器。
设置 Java 环境：确保系统上已经安装了 Java 环境。
Fantom 代码实现

using fan.sys._
using fan.java._

class ImageEdgeDetection {
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// 加载图像
static Void loadImage(Str path) {
try {
// 使用 Java 图像处理库加载图像
var image = java.awt.Image.read(path)
return image
} catch (e: Exception) {
Console.out.println("Error loading image: " + e.toStr)
return null
}
}

// 转换为灰度图像
static Void toGray(java.awt.Image image) {
try {
var width = image.width
var height = image.height
var grayImage = java.awt.Image.new(width, height)

  for (i in 0..<width) {
    for (j in 0..<height) {
      var pixel = image.getRGB(i, j)
      var r = (pixel >> 16) & 0xFF
      var g = (pixel >> 8) & 0xFF
      var b = pixel & 0xFF
      
      var gray = (r + g + b) / 3
      var grayPixel = (gray << 16) | (gray << 8) | gray
      grayImage.setRGB(i, j, grayPixel)
    }
  }
  return grayImage
} catch (e: Exception) {
  Console.out.println("Error converting to gray: " + e.toStr)
  return null
}

}

// 应用 Sobel 算子进行边缘检测
static Void applySobel(java.awt.Image grayImage) {
try {
var width = grayImage.width
var height = grayImage.height
var sobelImage = java.awt.Image.new(width, height)

  // Sobel 算子
  var sobelX = [-1, 0, 1, -2, 0, 2, -1, 0, 1]
  var sobelY = [-1, -2, -1, 0, 0, 0, 1, 2, 1]
  
  for (x in 1..<width-1) {
    for (y in 1..<height-1) {
      var gx = 0
      var gy = 0
      
      for (dx in 0..<3) {
        for (dy in 0..<3) {
          var pixel = grayImage.getRGB(x + dx - 1, y + dy - 1) & 0xFF
          gx += pixel * sobelX[dx * 3 + dy]
          gy += pixel * sobelY[dx * 3 + dy]
        }
      }
      
      var edgeMagnitude = Math.sqrt(gx * gx + gy * gy).toInt
      if (edgeMagnitude > 255) edgeMagnitude = 255
      var edgePixel = (edgeMagnitude << 16) | (edgeMagnitude << 8) | edgeMagnitude
      sobelImage.setRGB(x, y, edgePixel)
    }
  }
  return sobelImage
} catch (e: Exception) {
  Console.out.println("Error applying Sobel: " + e.toStr)
  return null
}

}

// 保存处理后的图像
static Void saveImage(java.awt.Image image, Str path) {
try {
java.awt.Image.write(image, path)
Console.out.println("Image saved to: " + path)
} catch (e: Exception) {
Console.out.println("Error saving image: " + e.toStr)
}
}

// 主程序
static Void main() {
var inputImage = "input_image.jpg"
var outputImage = "output_image.jpg"

// 加载图像
var image = loadImage(inputImage)
if (image == null) return

// 转换为灰度图
var grayImage = toGray(image)
if (grayImage == null) return

// 应用 Sobel 算子进行边缘检测
var sobelImage = applySobel(grayImage)
if (sobelImage == null) return

// 保存图像
saveImage(sobelImage, outputImage)

}
}
步骤解析
加载图像：

通过 Java 库中的 Image.read() 函数加载图像。Fantom 通过 fan.java 包与 Java 库交互来读取图像。
灰度图像转换：

通过遍历图像的每个像素并计算其平均 RGB 值，将彩色图像转换为灰度图像。
应用 Sobel 算子：

定义 Sobel 算子并通过卷积操作对图像应用边缘检测。我们通过遍历图像的像素来计算其梯度。
保存图像：

使用 Image.write() 函数将处理后的图像保存到本地。
运行程序
编译并运行：
在 Fantom 环境中编译并运行程序。
图像将经过边缘检测处理，最终保存为 output_image.jpg。
示例输出
运行程序后，输入图像将经过 Sobel 算子处理，输出图像将显示出图像的边缘部分，突出显示图像中的主要特征。