Java AWT/图像IO : Bilinear and Bicubic scaling of a JPEG image result in completely black output

Question

最近邻缩放有效:当我使用 TYPE_NEAREST_NEIGHBOR 时，整个图片保持完整。

尽管是 Scala 代码，但所有使用的库都是标准 Java 库。

功能:

def getBufferedImage(imageFile: java.io.File): BufferedImage = {
    ImageIO.read(imageFile)
}

def scaleImage(image: BufferedImage, minSize: Double): BufferedImage = {
    val before: BufferedImage = image
    val w = before.getWidth()
    val h = before.getHeight()
    val affit = new AffineTransform()
    var scale = 1.0
    if(h < w) {
      if(h > 0) {
        scale = minSize / h
      }
    } else {
      if(w > 0) {
        scale = minSize / w
      }
    }
    affit.scale(scale, scale)
    val affitop = new AffineTransformOp(affit, AffineTransformOp.TYPE_BICUBIC)
    affitop.filter(before, null)
}

def getImageJpegByteArray(image: BufferedImage): Array[Byte] = {
    val baos = new java.io.ByteArrayOutputStream()
    val mcios = new MemoryCacheImageOutputStream(baos)
    ImageIO.write(image, "jpeg", mcios)
    mcios.close()
    baos.toByteArray
}

调用代码片段:

val img = getBufferedImage(imageFile)
val scaledImg = scaleImage(img, 512)
val result = getImageJpegByteArray(scaledImg)
// result is written to SQLite database

结果 写入 SQLite 数据库。如果我从数据库下载它并将其另存为 JPEG 文件，则生成的 JPEG 为

• 如果我使用AffineTransformOp.TYPE_NEAREST_NEIGHBOR，正如预期的那样
• 全黑(如果我使用 AffineTransformOp.TYPE_BILINEAR
)
• 全黑(如果我使用 AffineTransformOp.TYPE_BICUBIC
)

因此，我指责 AffineTransformOp 有错误......我该如何解决这个问题？

结果的文件魔数(Magic Number)始终为ff d8 ff，正如 JPEG 所预期的那样。

详细信息

Java 版本:Java HotSpot(TM) 64 位服务器虚拟机，Java 1.7.0_71

操作系统:Apple，OS X 10.9.5

测试图片:http://www.photos-public-domain.com/wp-content/uploads/2012/05/thundercloud-plum-blossoms.jpg

Answer 1

我能够在 OS X 10.10.4 上的 Java 1.7.0_71 上重现您的问题(我用 Java 重写了您的代码，如果您感兴趣，我可以发布完整的代码)。

无论如何，问题不在于AffineTransformOp本身有问题。在我的测试程序中，我使用最小的 Swing JFrame 显示图像，并且缩放后的图像看起来一切都很好。这可能就是评论中大多数人不理解这个问题的原因。

问题的一部分是，当您未向 filter 方法提供目标时，AffineTransformOp 返回的 BufferedImage(第二个参数，null 在你的情况下)，它会为你创建一个。该图像将获取类型BufferedImage.TYPE_INT_ARGB。以下是来自 AffineTransformOp.createCompatibleDestImage() 的相关代码(第 456-468 行，我保留了格式，以便更容易识别):

ColorModel cm = src.getColorModel();
if (interpolationType != TYPE_NEAREST_NEIGHBOR &&
    (cm instanceof IndexColorModel ||
     cm.getTransparency() == Transparency.OPAQUE)
{
    image = new BufferedImage(w, h, BufferedImage.TYPE_INT_ARGB);
}
else {
    image = new BufferedImage(cm,
              src.getRaster().createCompatibleWritableRaster(w,h),
              cm.isAlphaPremultiplied(), null);
}

请注意 TYPE_NEAREST_NEIGHBOR 的特殊情况，这解释了为什么在使用最近邻算法时会得到不同的行为。不过，通常情况下这一切都很好(正如我所说，图像在 Swing 组件中显示得很好)。

当您尝试将此图像存储为 JPEG 时，就会出现问题。多年来，关于 ImageIO JPEG 插件以及它是否允许您使用 Alpha channel 写入图像(例如 TYPE_INT_ARGB 图像)，存在很多困惑和问题。它确实允许这样做。但是，大多数情况下，ARGB JPEG 会被误解为 CMYK JPEG(因为它们是 4 channel ，并且在 JPEG 中存储 ARGB 数据非常奇特)，并且会以所有时髦的颜色显示。但就你而言，它似乎全是黑色的......

因此，有两种可能的解决方案:

• 以支持 Alpha channel 的文件格式写入图像，例如 PNG 或 TIFF(TIFF 需要额外的插件，因此它可能不是最佳选择)。像这样:

  ImageIO.write(image, "PNG", mcios);
  

• 或者，在存储为 JPEG 之前，请确保您的 BufferedImage 是没有 Alpha channel 的像素格式。您可以在缩放后执行此操作，但最简单(也是最快)的方法是只为 AffineTransformOp 提供明确的目标图像，如下所示:

  Rectangle newSize = affitop.getBounds2D(before).getBounds();
  return affitop.filter(before, 
        new BufferedImage(newSize.width,  newSize.height, BufferedImage.TYPE_3BYTE_BGR));
  

这是您的图像，由程序缩放，使用 JPEG 格式和 TYPE_3BYTE_BGR:

我确信您可以将我的 Java 代码重写回 Scala。 :-)