imageJ中文开发教程
ImageJ 开发教程
（苑永超整理，仅供参考，勿作商业用途）
目录
一、ImageJ 简述 (2)
二、ImageJ 内部结构 (3)
三、ImageJ 通过插件扩展功能的方法 (4)
三、插件编辑、编译、运行与部署 (6)
四、主要的包介绍 (8)
五、重要类方法介绍 (10)
1、创建图象和图象栈 (10)
2、创建图象处理器 (11)
3、载入和存储图象 (11)
4、图象参数 (11)
5、操作像素 (11)
6、图象转换 (12)
7、直方图与图象统计量 (12)
8、点运算 (12)
9、滤波器 (13)
10、几何运算 (13)
11、图形运算 (14)
12、显示图象和图象栈 (14)
13、图象栈上的操作 (15)
14、感兴趣的区域 (16)
15、图象属性 (17)
16、用户交互 (17)
17、插件 (18)
18、窗口管理 (19)
19、其他函数 (19)
六、学习资源 (20)
ImageJ 官网（https://www.wendangku.net/doc/a63752211.html,/ij/index.html）上有英文的用户
手册和教程，以及一些例子。本教程主要是为看英文比较累的朋友
提供一些快速的入门。如果想在 ImageJ 上开发自己的图象处理算法，建议先熟悉 java 编程知识。本教程基本不对ImageJ 菜
单中提供的各种文件操作、图象编辑、图象处理、图象分析等功能
作详细介绍，请读者自行探索；也不准备介绍数字图象处理的
各种算法和操作，本文假定读者是图象处理方面的专业人士，
本教程的重点是如何进行二次开发，如果不特别指出，文中的
部分内容和例子都为 ImageJ 软件包自带或采自相关书籍（如
《数字图像处理-java语言描述》），中文注释是后加的。
一、ImageJ 简述
图象处理的流程无外乎就是打开图象数据文件，将图象数
据加载到内存，然后对该内存中的图象数据进行一系列处理（分割、检测、滤波、合成、识别、显示等等），最后可能
还需要将处理结果保存成某种格式的文件。
对于一般的用户来说，类似ACDsee 之类的傻瓜式的软件足够了。但是科学人士除了希望有广泛的、成熟的处理算法库
可以直接调用外，一般还希望开发自己的特有的图象处理算法、特有的图象处理步骤、甚至特有的交互过程。ImageJ
就是这样的工具软件。
ImageJ是基于Java的，ImageJ在设计上实现了一个可以扩展的基本框架，开发人员可以通过其提供的接口来扩展图象处理
功能。ImageJ 提供了很多现成的功能，这些功能可以通过菜
单来调用，也可以调用相应的类的方法的 API。
用户只要按照接口要求开发好自己的处理模块，并按照要求部署和配置，
Image 就可以自动加载和调用。
ImageJ 是完全开源和免费的，特别适合教学和科研。其关键的特征有：
、
1、在菜单上集成了一系列的交互式工具，用于创建、加载
编辑、分析、处理、保存图象，支持常见的图象文件
格式。
目前，ImageJ 主菜单上的集成的主要功能：
?File:打开、保存、创建新的图象文件。
?Edit:图象的编辑和绘制操作。
?Image:图象的修改、转换、几何操作。
?Process:图象的点运算、滤波器、以及多幅图象之间算法操作。
?Analysze:对图象数据进行统计分析、用直方图或其他格式显示出来。
?Plugin:编辑、编译、执行、管理用户自己定义的插件。
2、提供简单的插件机制，帮助开发人员专注于自己的图象
处理过程的开发，从而扩展 ImageJ 的功能。
3、提供宏语言或javascript 脚本以及解释器，可以通过组合现
有的函数，来实现客户化的处理过程。这种方式不需
要用户具有 Java 知识。此外还有一些使用其他脚本语言
扩展的方式。
用户要想在 ImageJ 的基础上扩展自己的图象处理功能、进行二次开发，需要了解 Image 内部结构。
二、ImageJ 内部结构
图 1 ImageJ 图象及图象栈的内部表示
上面是一个ImageJ 的内部结构图，我们结合该图以“打开并
显示一个图象”的功能为例说明一下ImageJ 的工作原理：
1、首先创建一个打开文件类 FileOpener 对象，并调用其 Open 方
法。
2、该 Open 方法首先从图象文件中读取像素数据，并放到数组
pixels[]中。
3、随后创建一个 ImagePlus 的对象。如图所见，这个对象成员
中包含有一些指针，指向其他对象：
?一个图象处理器对象ImageProcessor 的子类：该对象主要是提供对当前图象数据的处理操作。（像素数
据保存有对应的像素数组
pixels[]）。
?一个图象栈对象 ImageStack：用来保存多幅图象数据或图象处理的中间数据。
?文件信息类对象 fileInfo：存有图象的尺寸、位深度等的相关信息。
?AWT的图象对象类img：通过操作将图象数据映射到Image 对象上，
实现图象的显示。
Frame 窗口类的子类对象 ImageWindow：实现对图象窗口的管理。上述这些对象在FileOpener 对象的open 方法中创建，并赋予 ImagePlus 中的相应成员：
ip,stack,fileInfo,img,win。
4、如果该图象需要显示，则调用 ImagePlus 的show 方法。
该方法调用图象处理器对象 ip 的 createImage()方法创建和
图象数组数据对应的图象类 Image 对象。并将 img 指向
它。
然后创建 ImageWindow 窗口。设置窗口画布、窗口布局等。
最后通过 ImagePlus 的draw（）方法调用完成绘制。
切记：
FileOpener 的 open()方法返回的是对应的 ImagePlus 对象。通过
该对象，我们可以毫不费力地找到上述相关的对象，尤其是拥
有众多图像处理操作和算法的ImageProcessor，调用需要的方法，从而快捷地完成我们的工作。
三、ImageJ 通过插件扩展功能的方法
插件是一种小型的程序模块，该模块遵循简单的标准化接口，可以被集成到软件框架中，从而扩展宿主软件的功能。ImageJ 的许多内置的图象处理功能也是通过插件来实现的。
这里所谓的简单的标准化接口其实就是Java 的接口类。
ImageJ 提供如下三种不同的接口插件：
?PlugIn：启动该插件时不需要打开一幅图象
?PlugInFilter：启动该插件时，需要传递给该插件一幅打开图象的指针。该插件的操作将施加在该图象上。
?PlugInFrame：该插件可以扩展一个独立的操作交互界面。
很显然，通过PlugIn 扩展的插件，如果要处理图象，则需
要自己去处理获取图象数据，这可以通过获取一个已经被打开
的图象文件的指针、自己打开或新创建一个图象文件并获取指
针，或直接在内存中开辟图象数据的方式实现。
该方式的自由度很高。该接口的用法示例如下：
// 对话框打开并显示一个图像文件
import ij.plugin.*;
import ij.plugin.frame.*;
import ij.*;
public class Test_PlugIn implements PlugIn
{ public void run(String arg) {
Opener xx = new Opener();
xx.open() ;
}
} // end of class
用户要实现该接口的 run 方法。
实际上，用的最多的是通过 PlugInFilter 扩展的插件。该接口的示例如下：
// 实现将一幅 8bit 位的灰度图取反
import ij.ImagePlus;
import ij.plugin.filter.PlugInFilter;
import ij.process.ImageProcessor;
public class My_Inverter implements PlugInFilter {
用户要实现该接口的两个方法。 public int setup(String arg, ImagePlus im)
系统执行 PlugInFilter 类型的插件时，首先调用 setup 方法获得插件本身的一些信息。该方法利用打开图象的 ImagePlus 对象im 中包含的信息，进行版本校验，处理参数的设置等操作。
public void run(ImageProcessor ip)
该方法接收 ImageProcessor 类型的对象，其中包含待处理的图象及其相关信息。上面的程序段里利用了相关的方法获取图象尺寸、像素等信息。另外上述的 run()方法中还可以通过直接操作像素数组来实现类似的功能，但效率要高多了， 程序段如下：
如果用户要实现复杂的界面和交互，可以扩展 plugFrame 插件。该插件的示例如下：
import ij.*;
}
// 取列为 u ，行为 v 位置的像素的值
// 设置列为 u ，行为 v 位置的
// iterate over all image coordinates for (int u = 0; u < w; u++) {
for (int v = 0; v < h; v++) {
int p = 0xff & pixels[v*w+u] ; pixels[v*w+u] = (byte)(0xFF-p); } } public void run(ImageProcessor ip) {
int w = ip.getWidth(); // 获得图象宽度 int h = ip.getHeight(); // 获得图象高度
byte[] pixels = (byte[])ip.getPixels() ; // 获得像素数组 public int setup(String arg, ImagePlus im) {
return DOES_8G; // this plugin accepts 8-bit grayscale images }
public void run(ImageProcessor ip) {
int w = ip.getWidth(); // 获得图象宽度 int h = ip.getHeight(); // 获得图象高度
// iterate over all image coordinates for (int u = 0; u < w; u++) {
for (int v = 0; v < h; v++) {
int p = ip.getPixel(u, v); // 取列为 u ，行为 v 位置的像素的值 ip.putPixel(u, v, 255 - p); // 设置列为 u ，行为 v 位置的像素值 } } }
import ij.process.*;
import ij.gui.*;
import java.awt.*;
import ij.plugin.frame.*;
public class TestFrame extends PlugInFrame
{ public TestFrame() {
super("Plugin_Frame");
TextArea ta = new TextArea(15, 50);
add(ta);
pack();
GUI.center(this);
show();
}
}
系统创建该窗体插件，用户可以定义自己的用户界面、交互流程，当然前提要对
java 的 AWT 或 Swing 编程比较熟悉。
三、插件编辑、编译、运行与部署
1、源码部署
用户的插件的源代码应该位于ImageJ 安装目录的plugins 目录
或一个下一级目录。如果放到其他目录，ImageJ 将不能识别。
2、源码编辑
用户可以选择 ImageJ 的菜单 Plugins->New，在选择对应的插件
类型，来生成相应的插件原型源代码，用户可以在该代码的
基础上编写自己的插件。但是
ImageJ 内置的 java 代码编辑器不能提供在线的语言帮助，不是很
方便。用户可以通过 Eclipse 或其他集成编辑器开发插件。
3、编译
ImageJ 自带了 java 编译器，可以在 ImageJ 的菜单中使用。选择Plugins->Compile and Run…选择要编译和执行的插件。这
种方式，插件编译后会立即被加载和执行，如果是PluginFilter 插件则一定要用菜单方式打开一幅可被处理的图像文件，否则插件
执行会报错。
4、菜单设置
要从菜单上执行该插件功能。选择 Plugins->Shortcuts->Install P l u g i n s….
在
弹出的对话框中设置如下：
Plugin：从下拉列表中把你的插件选择出来（ImageJ 已经对部署到
P l u g i n s或下一级的目录下的插件自动识别出来料）。
Menu ：选择要将菜单项放到那个子菜单项目下。（一般插件放到
plugins 或
plugins/shortcuts 下）。
Command：显示在菜单上的对应的菜单项的名称。
Shortcuts：对应的快捷键（一般是F+数字，如F4）。
Argument：该插件需要的参数，对应插件的 setup 方法中要传入的参数。
5、从菜单中去除菜单项
选择 Plugins->Shortcuts->remove…，从对话框列表中选择要删除
的菜单项名称。ImageJ 重起后生效。
6、使用Eclipse 开发插件
使用 Eclipse 的好处：a、随时可以得到语法帮助，b、相关类和方法的用法帮助，c、自动补全完成功能，d、调试和
跟踪代码的执行。开发效率将大大提高。
使用Eclipse 步骤如下：
?从官网下载最新的ImageJ 源码包（我下载的是这个链接的包
https://www.wendangku.net/doc/a63752211.html,/ij/download/src/ij145e-src.zip）。
?用eclips建一个java的空的工程（我命名为ImageJ），将i j145e-s r c.z i p
包解开，将其中的source 下的子目录等内容拷贝到ImageJ 下。
?通过选择”project->clean”来编译 ImageJ 工程，Complier.java 会报错，这是因为使用的缺省的 java1.5 版本太高。具体做法是：
将 ImageJ 安装包自带的 jre 目录拷贝到 ImageJ 的目录下，
在工程浏览窗口的 ImageJ 工程上右键打开菜单，选择工程
属性，打开 javaBuild Path->Libraries。先将原先的 1.5 版本的
jre 删除，然后选择 Add Libraries，在 libraries type类型列表框
中选择”jre system library”，再选择”alternate JRE”，按Install
JREs 按牛，在新的对话框中选择”Add”, 在新的对话框中选
择”Browse按纽，选择 ImageJ 目录下的 jre 目录即可。确认
后 jre1.4 就被添加进了了，选择 JRE 为刚添加的 jre 版本的
就 OK 了。此时可以选择运行 ImageJ 的
main()方法，成功则显示 ImageJ 的主界面。
注意，在libraries type类型列表框不要选择J2EE1.4，而要使用j r e
system
library 去添加 jre1.4 ，否则会报 java/lang/NoClassDefFoundError:
java/lang/Object）。
?这时如果ImageJ 下Plugins 目录下有插件源代码，则浏览窗口提示有错误。提示的错误是“declare package“”not expect
package XXX”。这是因为插件的java文件前面没有
package 语句，因为这些代码并不打到
IJ.jar 包里去，不影响 ImageJ 本身的编译。切记不要给插件加
package
声明语句，否则虽然错误提示没了，插件执行却会出错。
?要开发插件，只需要在Plugins 下创建新的类即可，要继承相应的接口，实现要求的方法，注意将自动添加的包
声明去掉。
?要编译插件，在 eclipse 菜单中选择 project->clean 即可。
?要使用最新的IJ.jar 可以通过ImageJ 菜单的help->ImageJ n e w s 选择升级。大量的插件可以通过 ImageJ 菜单的help-
>plugins 在线访问。
7、使用宏程序
对于经常使用的一系列的插件调用，可以通过ImageJ 的Plugins->Macros->Record 记录成为宏程序，这样只要选择执行该宏就可以实现原先的一系列操作料。
要充分发掘ImageJ 的功能，需要熟悉 Image 主要的类结构和相互关系，下面按照功能介绍以下主要的包的类图结构。
四、主要的包介绍
图 2 ImageJ 中ij 包的类图
图 3 ImageJ 中ij.process 包的类图
五、重要类方法介绍
1、创建图象和图象栈
ImageJ 中有多种方式创建图象。
ImagePlus 类中支持创建一个空的 ImagePlus 对象、从 URL 路径中创建、从给定的 Image 图象中创建、从 ImageProcess 对象中也
可以创建、从给定的图象栈中可以创建、可以创建一个空 的图象栈、可以返回与当前 ImagePlus 相关联的图象栈。
IJ 类支持创建一个给定参数的 ImagePlus 图象
NewImage 类用几个静态方法支持创建 ImagePlus 图象和图象栈
ImageProcessor 支持用 Image 的CreateImage()方法创建当前图象的副本并以
标准Image 图象返回。
图 4 ImageJ 中jj.io 包的类图
包含从文件度取（载入）和往文件写入各种格式和编码图
输入输出 （包 jj.io ）
2、创建图象处理器
ImageProcessor 对象表示可以被创建、处理、销毁但一般不能在屏幕上显示的图象。
ImagePlus 的 getProcessor 返回指向图象的 ImageProcessor 对象的引用，如果没有，则创建一新的，如果没有 Image 则返回空。setProcessor 设置该对象
ImageProcessor 提供了创建 createProcessor,复制 duplicate。
子类中可以从 Image 图象创建或按照指定尺寸、色彩等参数构造。
3、载入和存储图象
IJ 类中提供了很多类似菜单功能的静态方法：
Run(“Open…”/”Revert”/”Save”)
可用于 IO 的方法 open(path)/openImage(path)/save(path)/saveAs(fmt,path)
Opener 类提供了重载的 open()/openImage()/openMultiple()
方法打开模式设置，以及针对特定格式的打开方法、
保存方法。
FileOperner 类从该类保存的文件信息的位置上打开或保存图象
4、图象参数
ImageProcessor 中获得图象的宽度和高度、打开或关闭像素插值ColorProcessor 提供彩色转灰度，权值获取/设置
getWeightingFactors()
set WeightingFactors()
5、操作像素
ImageProcessor 提供了很多坐标访问方法：
getPixel(x,y)/putPixel(x,y,val)
get(x,y)/put()x,y 是 2D 索引不验证参数的版本
get(i)/put(i)是按照 1D 索引访
问带f 是浮点型的版本。
获取像素数组指针 getPixels
还可以整行/整列/整个数组的操作
彩色图象使用 getRGB()/setRGB()/getHSB()/setHSB()等进行
6、图象转换
ImageProcessor 实现了不同类型间图象相互转换的基本方法（非破坏性转换）
convertToByte/convertToShort/convertToFloat/convertToRGB
ImagePlus 类型可以通过 ImageConvert 类的方法进行转换（破坏性转换）
convertToGray8()/convertToGray16()/convertToGray32()/
convertToRGB()/converToHSB/convertHSBToRGB
convertRGBStackToRGB(将 RGB 栈转成单幅的 RGB 图象)
诸如此类
7、直方图与图象统计量
ImageProcessor 的方法
获取图象或感兴趣区的直方图
Int[] getHistogram() Int[]
getHistogramMax() Int[]
getHistogramMin() Int[]
getHistogramSize()
Int[] setHistogramRange()
Int[] setHistogramSize()
其他的统计量可通过ImageStatictics及其子类ByteStatictics\ShortStatictics\
FloatStatictics\ColorStatictics\StackStatictics 实现。
8、点运算
对ImageProcessor 类型的对象的整幅图或感兴趣区域的全体像素施加该运算。
abs()给每个像素替换成其绝对值
add(val) /and(val)/or(val)/sqr()/sqrt()/xor/log()
applyTable(int []lut) // 查表影射
autoThreshold() // 转 2 值图象
gamma(g) // gamma 矫正
max(val)/ min(val)// 将所有大于/小于 val 的值设置成 val