最快、最简单的方法缩放BufferedImage

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任务: 我有一些图片,我将它们缩小并拼接成一张大图。但是我在实现过程中遇到了一点问题:

具体问题: 我想要调整/缩放一个BufferedImage。getScaledInstance方法返回一个Image对象,但我无法将其强制转换为BufferedImage:

Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: sun.awt.image.ToolkitImage cannot be cast to java.awt.image.BufferedImage

(我不知道它为什么是ToolkitImage而不是Image...)

我找到了一个解决方案:

Image tmp = bi.getScaledInstance(SMALL_SIZE, SMALL_SIZE, BufferedImage.SCALE_FAST);
BufferedImage buffered = new BufferedImage(SMALL_SIZE,SMALL_SIZE,BufferedImage.TYPE_INT_RGB);
buffered.getGraphics().drawImage(tmp, 0, 0, null);

但是这样做很慢,我认为应该有更好的方法。

我需要一个BufferedImage,因为我必须获取像素来合并小图片。

有没有更好(更好/更快)的方法?

编辑:如果我先将图像强制转换为ToolkitImage,则具有getBufferedImage()方法。 但它总是返回null。 你知道为什么吗?


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请查看此文章:Image.getScaledInstance()的危险性,以及对于这个问题的答案。 - Hovercraft Full Of Eels
此外,这个问题包含了解释如何调整BufferedImage大小的答案。 - Anderson Green
6个回答

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Graphics对象有一个方法可以在绘制图像的同时执行调整大小的操作:

Graphics.drawImage(Image, int, int, int, int, ImageObserver) 方法可以用于指定绘制图像时的位置和大小。

因此,我们可以使用类似以下的代码:

BufferedImage otherImage = // .. created somehow
BufferedImage newImage = new BufferedImage(SMALL_SIZE, SMALL_SIZE, BufferedImage.TYPE_INT_RGB);

Graphics g = newImage.createGraphics();
g.drawImage(otherImage, 0, 0, SMALL_SIZE, SMALL_SIZE, null);
g.dispose();

这将使用otherImage,并将其以SMALL_SIZE的宽度和高度绘制到newImage上。


或者,如果您不介意使用库,Thumbnailator可以使用以下代码实现相同效果:

BufferedImage newImage = Thumbnails.of(otherImage)
                             .size(SMALL_SIZE, SMALL_SIZE)
                             .asBufferedImage();

Thumbnailator比使用Image.getScaledInstance快,同时也比仅使用Graphics.drawImage有更高质量的调整大小操作。

免责声明:我是Thumbnailator库的维护者。


@coobird 首先,感谢您提供这个库,我会尝试使用它,但如果可能的话,我想用标准的Java解决这个问题。 - tamas.pflanzner
Thumbnailator能否提供更好质量的图片?使用Graphics会破坏图片,而且在300像素后甚至无法显示。 - Cugomastik
我需要在缩放后的原始图像上多次绘制一些形状,而这段代码非常适合这个需求! - croraf
@JFreeman 最初的问题是关于将一个 BufferedImage 调整大小以得到另一个 BufferedImage ;) - coobird

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你也可以使用OpenCV Java库。它的调整大小操作比Imgscalr更快:

测试

将5184 x 3456的图像缩放为150 x 100(这是较小的版本,因为原始文件大于2mb):enter image description here

Imgscalr

依赖项:

<dependency>
    <groupId>org.imgscalr</groupId>
    <artifactId>imgscalr-lib</artifactId>
    <version>4.2</version>
</dependency>

代码:

BufferedImage thumbnail = Scalr.resize(img,
            Scalr.Method.SPEED,
            Scalr.Mode.AUTOMATIC,
            150,
            100);

结果图片:

enter image description here

平均耗时:80毫秒

OpenCV

依赖项:

<dependency>
    <groupId>nu.pattern</groupId>
    <artifactId>opencv</artifactId>
    <version>2.4.9-4</version>
</dependency>

将BufferedImage转换为Mat对象(必须):

BufferedImage img = ImageIO.read(image); // load image
byte[] pixels = ((DataBufferByte) img.getRaster().getDataBuffer())
            .getData();
Mat matImg = new Mat(img.getHeight(), img.getWidth(), CvType.CV_8UC3);
matImg.put(0, 0, pixels);

代码:

Imgproc.resize(matImg, resizeimage, sz);

附加配置(适用于Windows):

opencv_java249.dll添加到您的JDK的bin目录中。

结果图像:

输入图像描述

平均时间:13毫秒

总体结果

在测试中仅计算了“resize”函数的时间。Imgscalr将给定的图像调整大小为80毫秒,而OpenCV在13毫秒内完成了相同的任务。您可以在下面找到整个项目,以便进行一些调试。

由于您还要求简化操作,如果Imgscalr库的性能对您来说足够好,那么这是非常简单的。因为要使用OpenCV,您必须在所有开发环境和服务器上都放置库文件,并且还必须使用Mat对象。

整个项目

Pom.xml:

<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
    xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

    <groupId>com.btasdemir</groupId>
    <artifactId>testapp</artifactId>
    <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
    <packaging>jar</packaging>

    <name>testapp</name>
    <url>http://maven.apache.org</url>

    <properties>
        <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
    </properties>

    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>junit</groupId>
            <artifactId>junit</artifactId>
            <version>3.8.1</version>
            <scope>test</scope>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.imgscalr</groupId>
            <artifactId>imgscalr-lib</artifactId>
            <version>4.2</version>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>nu.pattern</groupId>
            <artifactId>opencv</artifactId>
            <version>2.4.9-4</version>
        </dependency>
    </dependencies>

    <build>
        <plugins>
            <plugin> 
                <groupId>org.bytedeco</groupId> 
                <artifactId>javacpp</artifactId> 
                <version>0.9</version> 
            </plugin>
        </plugins>
    </build>

</project>

App.java:

package com.btasdemir.testapp;

import java.awt.image.BufferedImage;
import java.awt.image.DataBufferByte;
import java.io.File;
import java.io.IOException;

import javax.imageio.ImageIO;

import org.imgscalr.Scalr;
import org.opencv.core.Core;
import org.opencv.core.CvType;
import org.opencv.core.Mat;
import org.opencv.core.Size;
import org.opencv.highgui.Highgui;
import org.opencv.imgproc.Imgproc;


/**
 * Hello world!
 *
 */
public class App 
{
    public static void main( String[] args ) throws IOException
    {
        System.loadLibrary(Core.NATIVE_LIBRARY_NAME);

        File image = new File("C:\\your_dir\\test.jpg");
        BufferedImage img = ImageIO.read(image); // load image
        long startTime = System.currentTimeMillis();//imgscalr------------------------------------------------------
        //resize to 150 pixels max
        BufferedImage thumbnail = Scalr.resize(img,
                Scalr.Method.SPEED,
                Scalr.Mode.AUTOMATIC,
                150,
                100);
//      BufferedImage thumbnail = Scalr.resize(img,
//                Scalr.Method.SPEED,
//                Scalr.Mode.AUTOMATIC,
//                150,
//                100,
//                Scalr.OP_ANTIALIAS);
        System.out.println(calculateElapsedTime(startTime));//END-imgscalr------------------------------------------------------
        File outputfile = new File("C:\\your_dir\\imgscalr_result.jpg");
        ImageIO.write(thumbnail, "jpg", outputfile);


        img = ImageIO.read(image); // load image
        byte[] pixels = ((DataBufferByte) img.getRaster().getDataBuffer())
                .getData();
        Mat matImg = new Mat(img.getHeight(), img.getWidth(), CvType.CV_8UC3);
        matImg.put(0, 0, pixels);

        Mat resizeimage = new Mat();
        Size sz = new Size(150, 100);
        startTime = System.currentTimeMillis();//opencv------------------------------------------------------

        Imgproc.resize(matImg, resizeimage, sz);
//      Imgproc.resize(matImg, resizeimage, sz, 0.5, 0.5, Imgproc.INTER_CUBIC);

        System.out.println(calculateElapsedTime(startTime));//END-opencv------------------------------------------------------
        Highgui.imwrite("C:\\your_dir\\opencv_result.jpg", resizeimage);


    }

    protected static long calculateElapsedTime(long startTime) {
        long stopTime = System.currentTimeMillis();
        long elapsedTime = stopTime - startTime;
        return elapsedTime;
    }
}

非常感谢!很棒的帖子。我找到并正在使用Image Scalr库,可以轻松从Google下载jar包,但如果您能发布一个链接就更好了 :) - JFreeman

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我通过这种方法来实现,它可以调整图像大小并尝试保持比例:
/**
* Resizes an image using a Graphics2D object backed by a BufferedImage.
* @param srcImg - source image to scale
* @param w - desired width
* @param h - desired height
* @return - the new resized image
*/
private BufferedImage getScaledImage(BufferedImage src, int w, int h){
    int finalw = w;
    int finalh = h;
    double factor = 1.0d;
    if(src.getWidth() > src.getHeight()){
        factor = ((double)src.getHeight()/(double)src.getWidth());
        finalh = (int)(finalw * factor);                
    }else{
        factor = ((double)src.getWidth()/(double)src.getHeight());
        finalw = (int)(finalh * factor);
    }   

    BufferedImage resizedImg = new BufferedImage(finalw, finalh, BufferedImage.TRANSLUCENT);
    Graphics2D g2 = resizedImg.createGraphics();
    g2.setRenderingHint(RenderingHints.KEY_INTERPOLATION, RenderingHints.VALUE_INTERPOLATION_BILINEAR);
    g2.drawImage(src, 0, 0, finalw, finalh, null);
    g2.dispose();
    return resizedImg;
}

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对我来说,这些答案都不够快。所以最终我编写了自己的程序。

static BufferedImage scale(BufferedImage src, int w, int h)
{
  BufferedImage img = new BufferedImage(w, h, BufferedImage.TYPE_INT_RGB);
  int x, y;
  int ww = src.getWidth();
  int hh = src.getHeight();
  for (x = 0; x < w; x++) {
    for (y = 0; y < h; y++) {
      int col = src.getRGB(x * ww / w, y * hh / h);
      img.setRGB(x, y, col);
    }
  }
  return img;
}

请注意,如果例如src图像是黑白条纹,而wh分别为2w=2ww2h=2hh,则结果将是黑色图像。这是因为上述算法每隔一个像素取一次,因此不会取任何白色像素。为了避免这种情况,需要过滤图像的高频率。 - oak
1
是的,这种方法存在别名问题,如果速度优先于质量,则可以使用。 - Daniel Hári
1
如果速度是你唯一的目标,那么在循环之前预先计算 ww/w 和 hh/h 的值(这些值在循环中不会改变)是否值得? - Old Nick

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也许这个方法可以帮助你:
public  BufferedImage resizeImage(BufferedImage image, int width, int height) {
         int type=0;
        type = image.getType() == 0? BufferedImage.TYPE_INT_ARGB : image.getType();
        BufferedImage resizedImage = new BufferedImage(width, height,type);
        Graphics2D g = resizedImage.createGraphics();
        g.drawImage(image, 0, 0, width, height, null);
        g.dispose();
        return resizedImage;
     }

不要忘记那些“import”行:
import java.awt.Graphics2D;
import java.awt.image.BufferedImage;

关于类型转换:

Image是表示图形图像的所有类的超类。我们不能将Image强制转换为BufferedImage,因为每个BufferedImage都是Image,但反过来不成立。

Image im = new BufferedImage(width, height, imageType);//this is true

BufferedImage img = new Image(){//.....}; //this is wrong

谢谢您的回答。如果可能的话,我想完全跳过绘图部分。 能否从图像中获取像素颜色数据? - tamas.pflanzner
@tamas.pflanzner,你能看到这篇帖子吗?我认为它是关于从Image获取像素颜色的。 - Azad
你确定吗?我认为这是关于从BufferedImage获取像素点的问题 :( - tamas.pflanzner

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public static double[] reduceQuality(int quality, int width, int height) {
    if(quality >= 1 && quality <= 100) {
        double[] dims = new double[2];
        dims[0] = width * (quality/100.0);
        dims[1] = height * (quality/100.0);
        return dims;
    } else if(quality > 100) {
        return new double[] { width, height };
    } else {
        return new double[] { 1, 1 };
    }
}

public static byte[] resizeImage(byte[] data, int width, int height) throws Exception {
    BufferedImage bi = ImageIO.read(new ByteArrayInputStream(data));
    BufferedImage bo = resizeImage(bi, width, height);
    ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
    ImageIO.write(bo, "jpg", bos);
    bos.close();
    return bos.toByteArray();
}

private static BufferedImage resizeImage(BufferedImage buf, int width, int height) {
    final BufferedImage bufImage = new BufferedImage(width, height, 
            (buf.getTransparency() == Transparency.OPAQUE ? BufferedImage.TYPE_INT_RGB
            : BufferedImage.TYPE_INT_ARGB));
    final Graphics2D g2 = bufImage.createGraphics();
    g2.setRenderingHint(RenderingHints.KEY_INTERPOLATION, RenderingHints.VALUE_INTERPOLATION_NEAREST_NEIGHBOR);
    g2.drawImage(buf, 0, 0, width, height, null);
    g2.dispose();
    return bufImage;
}

这是直接从imgscalr中获取的https://github.com/rkalla/imgscalr/blob/master/src/main/java/org/imgscalr/Scalr.java

我平均需要约800毫秒来降低一张大小为8mb,尺寸为5152x3864的图像的质量。

没有依赖关系。有时候我讨厌它们。

此方法仅适用于jpg图像。就我所知。

示例:

byte[] of = Files.readAllBytes(Paths.get("/home/user/Pictures/8mbsample.jpg"));
    double[] wh = ImageUtil.reduceQuality(2, 6600, 4950);

    long start = System.currentTimeMillis();
    byte[] sof = ImageUtil.resizeImage(of, (int)wh[0], (int)wh[1]);
    long end = System.currentTimeMillis();

    if(!Files.exists(Paths.get("/home/user/Pictures/8mbsample_scaled.jpg"))) {
        Files.createFile(Paths.get("/home/user/Pictures/8mbsample_scaled.jpg"), Util.getFullPermissions());
    }

    FileOutputStream fos = new FileOutputStream("/home/user/Pictures/8mbsample_scaled.jpg");
    fos.write(sof); fos.close();

    System.out.println("Process took: " + (end-start) + "ms");

输出:
Process took: 783ms

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