image - 从图像文件中提取感兴趣区域而不读取整个图像

Question

我正在搜索一个库(任何语言)，它能够读取图像文件的一个区域(任何格式)，而无需最初读取整个图像文件。

我遇到过一些选项，例如 vips，它确实不会将整个图像保存在内存中，但似乎仍然需要在开始时完全读取它。

我意识到这可能不适用于 jpeg 等压缩格式，但从理论上讲，bmps 或 tiffs 应该允许这种类型的阅读。

Answer 1

libvips会在可能的情况下只阅读您需要的部分。例如，如果您从大 PNG 的左上角裁剪 100x100 像素，则速度很快:

$ time vips crop wtc.png x.jpg 0 0 100 100
real    0m0.063s
user    0m0.041s
sys 0m0.023s

(四个数字分别是要从wtc.png裁剪并写入x.jpg的区域的left、top、width、height)

但是从底部附近开始的 100x100 像素区域相当慢，因为它必须在您想要到达文件中正确点的像素之前读取和解压缩像素:

$ time vips crop wtc.png x.jpg 0 9000 100 100
real    0m3.063s
user    0m2.884s
sys 0m0.181s

JPG 和剥离 TIFF 以相同的方式工作，但不太明显，因为它们是更快的格式。

某些格式支持真正的随机访问读取。例如，平铺的 TIFF 在任何地方都很快，因为 libvips 可以使用 libtiff 来读取它需要的平铺:

$ vips copy wtc.png wtc.tif[tile]
$ time vips crop wtc.tif x.jpg 0 0 100 100
real    0m0.033s
user    0m0.013s
sys 0m0.021s
$ time vips crop wtc.tif x.jpg 0 9000 100 100
real    0m0.037s
user    0m0.021s
sys 0m0.017s

OpenSlide、vips、平铺 OpenEXR、FITS、二进制 PPM/PGM/PBM、HDR、RAW、Analyze、Matlab 以及可能其他一些都支持像这样的真正随机访问。

如果您对更多细节感兴趣，API 文档中有一章描述了 libvips 如何打开文件:

http://libvips.github.io/libvips/API/current/How-it-opens-files.md.html

这是在 Python 中使用 pyvips 进行的裁剪和保存:

import pyvips

image = pyvips.Image.new_from_file(input_filename, access='sequential')
tile = image.crop(left, top, width, height)
tile.write_to_file(output_filename)

access= 是一个标志，它向 libvips 提示可以流式传输此图像，以防底层文件格式不支持随机访问。对于支持随机访问的格式，例如平铺的 TIFF，您不需要它。

您不需要写入文件。例如，这将创建一个缓冲区对象，其中包含编码为 JPG 的文件:

buffer = tile.write_to_buffer('.jpg', Q=85)

或者这会直接写入stdout:

target = pyvips.Target.new_from_descriptor(0)
tile.write_to_target('.jpg', Q=85)

Q=85 是设置 JPG Q 因子的可选参数。您可以设置any of the file save options .