Subtraction/difference 在 Java 中的字节之间

Question

我试图从另一个字节中减去一个字节，同时确保不会发生溢出，但得到了意想不到的结果。

我的情况是我有一个字节的黑白图像，我想从中减去背景。因此我需要处理字节并防止发生溢出。当从另一个图像中减去背景图像时，我可能对字节的符号有一些困难。 data2为背景数组，data1为另一张图片

在下面的代码中，我希望从 data1 数组中减去 data2 数组。但是，当我确定应该有高值时，我会得到低值。

    for (int i = 0; i < data1.length; i++) {
        if (data1[i] > data2[i]) {
            dest[i] = (byte) (data1[i] - data2[i]);
        } else {
            dest[i] = 0;
        }
    }

我想我应该确保 data2 字节不是负数并被添加到 data1。所以我来到：

    for (int i = 0; i < data1.length; i++) {
        if (data1[i] > data2[i]) {

            dest[i] = (byte) ((int)data1[i] & 0xff - (int)data2[i] & 0xff - 128);

        } else {
            dest[i] = 0;
        }
    }

然而，这也没有给出正确的结果。

我目前对此的看法是：

(byte) ((int)data1[i] & 0xff - (int)data2[i] & 0xff - 128);

(int) cast: make sure bytes are cast to integer.
&0xff: make value unsigned.
- subtraction smaller value from bigger value.
- 128: subtract 128 to make signed again.
(byte): cast back to byte.

我希望我在这里做错了一些愚蠢的事情，或者我的问题出在其他地方，我无法弄清楚在哪里。

编辑

我似乎已经弄清楚了问题的一部分：当字节被签名时，data1[i] > data2[i] 处理错误（在我的例子中）。相反：

        if ((data1[i] & 0xff) > (data2[i] & 0xff)) {

似乎产生了正确的结果，而不是之前的比较。

Answer 1

这里的重点是您的字节来自 API，它使用 8 位来编码像素的光线，因此它们的范围是 0; 0xFF。但是 Java 字节是 -128; 127，因此 0x7F 之后的任何位模式都将被解释为负数。例如，如果字节是无符号的，0xF0 中的位是 128，如果解释为带符号的字节，则 -16：

System.out.println(0xFF > 0);  // true
System.out.println((byte) 0xFF > 0); // false

因此，在比较无符号字节时，您希望将像素提升为 int 与 Byte.toUnsignedInt(byteVal)（或 ((int) byteVal) & 0xFF on Java 7）。

Answer 2

永远记住 Java 字节是有符号的。如果 data1[i] 是 127，并且 data2[i] 是 -128，那么 data1[i] > data2[i]，但是 data1[i] - data2[i] 不适合有符号的 byte ;结果是 255.

如果您将字节视为无符号，那很好。这或多或少意味着在使用 & 0xFF 等之后将它们打印出来。那会很好用；它会给出正确的结果如果你正确地将它们视为未签名。

Answer 3

为确保您只从更大的字节中减去非负字节，您应该使用：

for (int i = 0; i < data1.length; i++) {
    if (data1[i] > data2[i] && data2[i]>=0 ) {
        dest[i] = (byte) (data1[i] - data2[i]);
    } else {
        dest[i] = 0;
    }
}

您的第二个代码不起作用，因为 & 运算符将值提升为 int 类型。
考虑 data1=127 (0x7F) 和 data2=-128 (0x80) 的情况。
data1 & 0xff 是 int 类型，值为 127 (0x0000007F)
data2 & 0xff 是 int 类型，值为 128 (0x00000080)
data1[i] & 0xff - data2[i] & 0xff 是 int 类型，值为 -1 (0xFFFFFFFF)
(byte)(data1[i] & 0xff - data2[i] & 0xff) 是字节类型，值为 -1 (0xFF)
所以你仍然有溢出

Answer 4

出于某种原因，比较字节的处理方式很奇怪。如果我在比较中将字节转换为无符号整数，则比较工作正常并且我的结果符合我的预期。

然后我可以减去字节，就像 Louis Wasserman 指出的那样，就好像它们是无符号的，这对我来说是新的。

    for (int i = 0; i < data1.length; i++) {
        if ((data1[i] & 0xff) > (data2[i] & 0xff)) {
            dest[i] = (byte)(data1[i] - data2[i]);
        } else {
            dest[i] = 0;
        }
    }

Subtraction/difference 在 Java 中的字节之间

Subtraction/difference between bytes in Java

java

byte