Vê se isto daqui te serve. Feito com java 8. Os comentários explicando como funciona estão no código:
import java.awt.image.BufferedImage;
import java.io.IOException;
import java.net.MalformedURLException;
import java.net.URL;
import java.util.ArrayDeque;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.Objects;
import java.util.Queue;
import java.util.stream.Collectors;
import javax.imageio.ImageIO;
/**
* @author Victor
*/
public class SeparadorDeImagem {
// Usado para diferenciar o fundo das outras cores.
private static final int LIMIAR = 232;
// Cores conhecidas.
public static final int VERMELHO = 0xFF_FF_00_00;
public static final int VERDE = 0xFF_00_FF_00;
public static final int AZUL = 0xFF_00_00_FF;
public static final int BRANCO = 0xFF_FF_FF_FF;
public static final int PRETO = 0xFF_00_00_00;
public static final int AMARELO = 0xFF_FF_FF_00;
public static final int CIANO = 0xFF_00_FF_FF;
public static final int LIMA = 0xFF_80_FF_00;
public static final int MAGENTA = 0xFF_FF_00_FF;
public static final int ROSA = 0xFF_FF_00_80;
public static final int VIOLETA = 0xFF_C0_80_FF;
public static final int MARROM = 0xFF_80_40_00;
public static final int LARANJA = 0xFF_80_40_00;
public static final int CINZA = 0xFF_80_80_80;
// Dá nome as cores.
public static final Map<Integer, String> CORES = new HashMap<>(20);
static {
CORES.put(VERMELHO, "vermelho");
CORES.put(VERDE, "verde");
CORES.put(AZUL, "azul");
CORES.put(BRANCO, "branco");
CORES.put(PRETO, "preto");
CORES.put(AMARELO, "amarelo");
CORES.put(CIANO, "ciano");
CORES.put(LIMA, "verde-lima");
CORES.put(MAGENTA, "magenta");
CORES.put(ROSA, "rosa");
CORES.put(VIOLETA, "violeta");
CORES.put(MARROM, "marrom");
CORES.put(LARANJA, "laranja");
CORES.put(CINZA, "cinza");
}
// Isola a quantidade de vermelho existente em uma cor.
private static int vermelho(int cor) {
return (cor & 0xFF0000) >>> 16;
}
// Isola a quantidade de verde existente em uma cor.
private static int verde(int cor) {
return (cor & 0xFF00) >>> 8;
}
// Isola a quantidade de azul existente em uma cor.
private static int azul(int cor) {
return cor & 0xFF;
}
// Reduz a cor dada para uma da lista de cores conhecidas.
private static int reduzirCor(int cor) {
int r1 = vermelho(cor);
int g1 = verde(cor);
int b1 = azul(cor);
int melhorCor = 0;
int melhorDistancia = Integer.MAX_VALUE;
for (int talvez : CORES.keySet()) {
int r2 = vermelho(talvez);
int g2 = verde(talvez);
int b2 = azul(talvez);
int r3 = Math.abs(r1 - r2);
int g3 = Math.abs(g1 - g2);
int b3 = Math.abs(b1 - b2);
// Calcula o quadrado da distância pitagórica ponderada entre a cor do pixel e a cor conhecida.
// Usa como ponderação 3 para o vermelho, 6 para o verde e 1 para o azul.
int distancia = r3 * r3 * 3 + g3 * g3 * 6 + b3 * b3;
if (distancia < melhorDistancia) {
melhorDistancia = distancia;
melhorCor = talvez;
}
}
return melhorCor;
}
// Reduz as cores da imagem para as que estão na lista de cores conhecidas.
private static BufferedImage reduzirCores(BufferedImage input) {
BufferedImage bi = new BufferedImage(input.getWidth(), input.getHeight(), BufferedImage.TYPE_INT_ARGB);
for (int y = 0; y < input.getHeight(); y++) {
for (int x = 0; x < input.getWidth(); x++) {
int cor = reduzirCor(input.getRGB(x, y));
bi.setRGB(x, y, cor);
}
}
return bi;
}
// Monta um histograma das cores presentes em uma imagem.
private static Map<Integer, Integer> histogramaDeCores(BufferedImage imagem) {
Map<Integer, Integer> histograma = new HashMap<>(50);
for (int y = 0; y < imagem.getHeight(); y++) {
for (int x = 0; x < imagem.getWidth(); x++) {
int cor = imagem.getRGB(x, y);
histograma.merge(cor, 1, (a, b) -> a + b);
}
}
return histograma;
}
// Obtém a cor predominante de um histograma de cores.
private static int corMaisFrequente(Map<Integer, Integer> histograma) {
return histograma.entrySet()
.stream()
.reduce((a, b) -> a.getValue() > b.getValue() ? a : b)
.get().getKey();
}
// Reduz a imagem para apenas duas cores: preto e branco.
// Considera branco tudo que tiver vermelho, verde e azul maior ou igual a LIMIAR e preto todo o resto.
private static BufferedImage pretoEBranco(BufferedImage input) {
BufferedImage bi = new BufferedImage(input.getWidth(), input.getHeight(), BufferedImage.TYPE_INT_ARGB);
for (int y = 0; y < input.getHeight(); y++) {
for (int x = 0; x < input.getWidth(); x++) {
int cor = input.getRGB(x, y);
int substituta = vermelho(cor) > LIMIAR && verde(cor) > LIMIAR && azul(cor) > LIMIAR ? BRANCO : PRETO;
bi.setRGB(x, y, substituta);
}
}
return bi;
}
// Preenche toda a área contígua que tenha uma mesma cor na figura dada com a nova cor informada.
// O preenchimento é feito a partir das coordenadas informadas.
private static void floodFill(int x, int y, BufferedImage input, int novaCor) {
int corAntiga = input.getRGB(x, y);
if (novaCor == corAntiga) return;
// Cria uma fila de pixels ininicialmente com o pixel da coordenada dada.
Queue<Coordinate2D> c = new ArrayDeque<>(200);
c.add(new Coordinate2D(input, x, y));
// Percorre a fila até acabar, colocando nela os pixels vizinhos do pixel retirado, mas apenas se este
// puder ser recolorido.
while (!c.isEmpty()) {
Coordinate2D p = c.poll();
if (input.getRGB(p.x, p.y) != corAntiga) continue;
input.setRGB(p.x, p.y, novaCor);
c.addAll(Arrays.asList(p.plusX(), p.plusY(), p.minusX(), p.minusY()).stream().filter(e -> e != null).collect(Collectors.toList()));
}
}
// Retorna uma lista descrevendo as figuras que estão em uma imagem.
// Cada item da lista é a descrição de uma figura.
public static List<String> descrever(BufferedImage input) {
// Cria uma cópia da imagem em preto em branco, para separar o fundo (branco) dos objetos (preto).
BufferedImage pb = pretoEBranco(input);
// Procura os pixels pretos, e sempre que achar um, pinta a área toda com uma cor diferente.
// Isso faz com que cada objeto seja recolorido com uma cor única - ou seja, a segmentação é realizada aqui.
int cores = 0;
for (int y = 0; y < pb.getHeight(); y++) {
for (int x = 0; x < pb.getWidth(); x++) {
int cor = pb.getRGB(x, y);
if (cor == PRETO) {
cores++;
floodFill(x, y, pb, cores);
}
}
}
// Cria uma descrição de imagens, uma para cada segmento.
List<String> descs = new ArrayList<>(cores);
for (int i = 0; i < cores; i++) {
// Calcula o retângulo mínimo para enquadrar o objeto.
// Como o objeto foi recolorido com uma cor única, basta procurar por todos os pixels com esta cor, ignorando os demais.
// Esta parte do algoritmo é bem ineficiente e deve existir coisa muito melhor.
// Mas o importante é que funciona. Se quiser otimizar isso depois, fique a vontade.
int maxX = 0, minX = pb.getWidth() - 1;
int maxY = 0, minY = pb.getHeight() - 1;
for (int y = 0; y < pb.getHeight(); y++) {
for (int x = 0; x < pb.getWidth(); x++) {
int cor = pb.getRGB(x, y);
if (cor == i + 1) {
if (y > maxY) maxY = y;
if (y < minY) minY = y;
if (x > maxX) maxX = x;
if (x < minX) minX = x;
}
}
}
// Copia os pixels da imagem, criando duas imagens.
// Uma imagem tem a figura preta a ser identificada.
// A outra contém os pixels da figura original para identificar a cor.
// Em ambos os casos, usa a cor única da figura recolorizada para saber quais são os pixels que interessam.
int w = maxX - minX + 1;
int h = maxY - minY + 1;
BufferedImage segmentoPb = new BufferedImage(w, h, BufferedImage.TYPE_INT_ARGB);
BufferedImage segmentoCor = new BufferedImage(w, h, BufferedImage.TYPE_INT_ARGB);
for (int y = 0; y < h; y++) {
for (int x = 0; x < w; x++) {
int cor = pb.getRGB(minX + x, minY + y);
segmentoPb.setRGB(x, y, cor == i + 1 ? PRETO : BRANCO);
segmentoCor.setRGB(x, y, cor == i + 1 ? input.getRGB(minX + x, minY + y) : BRANCO);
}
}
// Descobre a cor. Para isso, pega a imagem colorida, aproxima as cores para cores conhecidas,
// e então descobre qual é a cor predominante, excluindo o branco do fundo.
Map<Integer, Integer> hist = histogramaDeCores(reduzirCores(segmentoCor));
hist.remove(BRANCO);
int corDaImagem = corMaisFrequente(hist);
String nomeCor = CORES.get(corDaImagem);
// Descobre a figura. Para cada tipo de figura há uma função para determinar se a figura é o não do determinado tipo.
String figura = retangulo(segmentoPb) ? "Retângulo"
: elipse(segmentoPb) ? "Elipse"
: "Figura irregular";
descs.add(figura + " " + nomeCor);
}
return descs;
}
// Decide se a figura dada parece corresponder a um retângulo preto.
private static boolean retangulo(BufferedImage imagem) {
floodFill(imagem.getWidth() / 2, imagem.getHeight() / 2, imagem, PRETO);
Map<Integer, Integer> histograma = histogramaDeCores(imagem);
int preto = histograma.get(PRETO);
return preto > imagem.getWidth() * imagem.getHeight() * 0.99;
}
// Decide se a figura dada parece corresponder a uma elipse preta.
private static boolean elipse(BufferedImage imagem) {
int cx = imagem.getWidth() / 2;
int cy = imagem.getHeight() / 2;
floodFill(cx, cy, imagem, PRETO);
int certoDentro = 0, certoFora = 0, erradoDentro = 0, erradoFora = 0;
for (int y = 0; y < imagem.getHeight(); y++) {
for (int x = 0; x < imagem.getWidth(); x++) {
double a = (x - cx) / (double) cx;
double b = (y - cy) / (double) cy;
boolean dentro = a * a + b * b <= 1;
boolean preto = imagem.getRGB(x, y) == PRETO;
if (preto && dentro) {
certoDentro++;
} else if (preto && !dentro) {
erradoFora++;
} else if (!preto && dentro) {
erradoDentro++;
} else {
certoFora++;
}
}
}
return certoDentro + certoFora > 50 * (erradoDentro + erradoFora);
}
private static BufferedImage carregarImagem() throws IOException {
try {
return ImageIO.read(new URL("https://i.stack.imgur.com/69Wj9.jpg"));
} catch (MalformedURLException e) {
throw new AssertionError(e);
}
}
public static void main(String[] args) throws IOException {
System.out.println(descrever(carregarImagem()));
}
// Classe que representa um par de coordenadas x,y. A ser utilizado no algoritmo de floodfill.
private static final class Coordinate2D {
private final BufferedImage imagem;
private final int x, y;
public Coordinate2D(BufferedImage imagem, int x, int y) {
Objects.requireNonNull(imagem);
if (x < 0 || x >= imagem.getWidth() || y < 0 || y >= imagem.getHeight()) throw new IndexOutOfBoundsException();
this.imagem = imagem;
this.x = x;
this.y = y;
}
@Override
public int hashCode() {
return Objects.hash(imagem, x, y);
}
@Override
public boolean equals(Object another) {
if (!(another instanceof Coordinate2D)) return false;
Coordinate2D c4d = (Coordinate2D) another;
return imagem == c4d.imagem && x == c4d.x && y == c4d.y;
}
public int squareDistance(Coordinate2D another) {
Objects.requireNonNull(another);
if (imagem != another.imagem) throw new IllegalArgumentException();
int dx = Math.abs(x - another.x);
int dy = Math.abs(y - another.y);
return dx + dy;
}
public Coordinate2D minusX() { return x == 0 ? null : new Coordinate2D(imagem, x - 1, y); };
public Coordinate2D plusX() { return x == imagem.getWidth() - 1 ? null : new Coordinate2D(imagem, x + 1, y); };
public Coordinate2D minusY() { return y == 0 ? null : new Coordinate2D(imagem, x, y - 1); };
public Coordinate2D plusY() { return y == imagem.getHeight() - 1 ? null : new Coordinate2D(imagem, x, y + 1); };
public BufferedImage getImage() { return imagem; }
}
}
Ele carrega a imagem pegando a URL da figura que está na sua pergunta. Eis a saída do programa:
[Retângulo amarelo, Elipse vermelho, Figura irregular verde-lima]
Acrescentar novas cores é algo que deve ser fácil. Reconhecer as figuras é mais difícil, atualmente ele reconhece retângulos e elipses apenas, e o que ele não reconhecer como nenhum dos dois ele diz "Figura irregular".
Além disso, ele assume que as figuras têm uma cor uniforme ou quase uniforme e não irão obscurecer ou se sobrepor umas as outras. Ele também assume que o fundo sempre é branco.
Se o que você precisa for algo mais refinado, me avise e vamos ver como melhorar o programa.