java图像处理

如果你对图像处理感兴趣，而且需要使用GIF、JPEG和PNG以外的其它图像格式，或者希望改善JPEG图像处理的性能但不知道到哪里寻找适当的方法，或者需要通过几何运算（包括非线性变换）来处理图像，不必再为此苦恼了，答案就在这里——来自Sun公司的Java高级图像处理API和JAI图像I/O API 1.0 RC。

JAI API是Java Media API的一部分，与之相伴的还包括Java 2D API、Java 3D API、Java Speech API和其他一些API。Java高级图像处理API是作为Java规范请求（JSP）34的一部分而开发的，是对J2SE version 1.3+版的扩展，主要用于处理图像。最初发布的版本是1.0，JDC（Java Developer Connection）提供了一个预览版1.1.2 beta。（最新进展情况请查阅README.html文件。）与AWT和Java 2D相比，JAI API提供了更丰富的图像处理，包括对许多通用图像操作的内在支持。

不过本文的目的不是讨论JAI API，而是伴随这些API但分离到它自己的可安装库中的一组图像读写器（codec）类，即Java高级图像处理图像I/O工具1.0 RC。该RC提供了可以插接到J2SE 1.4的图像I/O框架上的一些功能。作为JSR-15一部分而开发的图像I/O API提供了一个支持不同图像格式的可插拔框架。标准J2SE 1.4版本身支持GIF、JPEG和PNG图像格式，而JAI图像I/O RC则提供了更多主流图像格式的编码解码器。只要加上针对操作平台的适当版本，以前开发的应用程序就可以处理这些新的图像格式。

要理解JAI图像I/O工具的使用，需要首先了解图像I/O库。在安装和介绍图像I/O工具包之前，我们先看一看图像I/O库。

图像I/O库

图像I/O库是J2SE 1.4的标准API，放在javax.imageio包内。虽然这个包提供了两个接口和9个类，整个API实际上就是ImageIO类。通过这个类可以弄清读写所支持的图像格式并对这些图像进行读写，实际上这也就是整个API的全部内容。

由于图像I/O库是一个可插拔的框架，所支持的图像格式集不是固定不变的。尽管随J2SE 1.4发布了一些标准格式，但任何人都可以增加新的支持格式。要查看有哪些格式可用，可以使用下面的代码：

import javax.imageio.*;
import java.util.Arrays;

public class GetFormats {
    public static void main(String args[]) {
        String readFormats[] = ImageIO.getReaderMIMETypes();
        String writeFormats[] = ImageIO.getWriterMIMETypes();
        System.out.println("Readers: " + 
                Arrays.asList(readFormats));
        System.out.println("Writers: " + 
                Arrays.asList(writeFormats));
    }
}

运行该程序，你会发现这个库支持读取GIF、JPEG和PNG图像，也支持写JPEG和PNG图像，但是不支持写GIF文件。

除了与像image/jpeg这样的MIME类型协同工作外，ImageIO类还允许通过getReaderFormatNames和getWriterFormatNames方法使用JPEG这样的非正式名称。此外，通过getImageReadersBySuffix和getImageWritersBySuffix还可以了解是否存在针对特定文件扩展名的reader/writer存在。

利用ImageIO类，你所要做的事情不过是读javax.imageio.stream.ImageInputStream、java.io.InputStream、java.io.File或者java.net.URL，结果会得到一个java.awt.image.BufferedImage。一旦拥有了BufferedImage，你就可以指定需要的格式名把图像写回去。（不仅仅是BufferImage，任何实现RenderedImage接口的类都可以写。）新的格式既可以与读取的格式相同，也可以是不同的格式以便进行格式转换。如果指定的格式没有可用的writer，那么write方法就返回false，否则如果找到了相应的writer就返回true。

String inputFilename = ...;
BufferedImage image = ImageIO.read(inputFilename);
...
String formatName = "jpg"; // desired format
String outputFilename = ...;
File outputFile = new File(outputFilename);
boolean writerExists = ImageIO.write(image,
formatName, outputFile);

为了说明图像I/O库的用法，下面的例子使用JFileChooser提示输入图像文件名。选中文件后再选择目标输出格式，然后按下“Save（保存）”按钮。保存完成后，将重新读取图像并在一个新窗口内显示。

import java.awt.*;
import java.awt.event.*;
import java.awt.image.*;
import javax.swing.*;
import java.io.*;
import java.net.*;
import javax.imageio.*;

public class Converting extends JFrame {
    JLabel promptLabel;
    JTextField prompt;
    JButton promptButton;
    JFileChooser fileChooser;
    JComboBox comboBox;?
    JButton saveButton;?
    public Converting() {
        super("Image Conversion");
        setDefaultCloseOperation(EXIT_ON_CLOSE);
        Container contentPane = getContentPane();
        JPanel inputPanel = new JPanel();
        promptLabel = new JLabel("Filename:");
        inputPanel.add(promptLabel);
        prompt = new JTextField(20);
        inputPanel.add(prompt);
        promptButton = new JButton("Browse");
        inputPanel.add(promptButton);
        contentPane.add(inputPanel, BorderLayout.NORTH);

        fileChooser = new JFileChooser();
        promptButton.addActionListener(
            new ActionListener() {
                public void actionPerformed(ActionEvent e) {
                    int returnValue = 
                          fileChooser.showOpenDialog(null);
                    if (returnValue == 
                         JFileChooser.APPROVE_OPTION) {
                      File selectedFile = 
                            fileChooser.getSelectedFile();
                       if (selectedFile != null) {
                          prompt.setText(selectedFile.getAbsolutePath());
                       }
                    }
                }
            }
        );

        JPanel outputPanel = new JPanel();
        String writerFormats[] = 
                ImageIO.getWriterFormatNames();
        ComboBoxModel comboBoxModel = new 
                DefaultComboBoxModel(writerFormats);
        comboBox = new JComboBox(comboBoxModel);
        outputPanel.add(comboBox);
        saveButton = new JButton("Save");
        outputPanel.add(saveButton);
        saveButton.addActionListener(
            new ActionListener() {
                public void actionPerformed(ActionEvent e) {
                    try {
                    String name = prompt.getText();
                    File file = new File(name);
                    if (file.exists()) {
                        BufferedImage image = 
                                ImageIO.read(file.toURL());
                    if (image == null) {
                        System.err.println("Invalid input 
                                file format");
                    } else {
                       String selection = 
                             (String)comboBox.getSelectedItem();
                        String outputFilename = name + 
                               "." + selection;
                        File outputFile = new File(outputFilename);
                        boolean found = ImageIO.write(image, 
                                selection, outputFile);
                        if (found) {
                          JDialog window = new JDialog();
                          Container windowContent = 
                                   window.getContentPane();
                          BufferedImage newImage = 
                                   ImageIO.read(outputFile);
                          JLabel label = new JLabel(new 
                                   ImageIcon(newImage));
                         JScrollPane pane = new 
                                   JScrollPane(label);
                        windowContent.add(pane, 
                                 BorderLayout.CENTER);
                        window.setSize(300, 300);
                        window.show();
                    } else {
                      System.err.println("Error saving");
                    }
                 }
              } else {
                 System.err.println("Bad filename");
              }
           } catch (MalformedURLException mur) {
              System.err.println("Bad filename");
          } catch (IOException ioe) {
             System.err.println("Error reading file");
         }
      }
    }
  );

  contentPane.add(outputPanel, BorderLayout.SOUTH);

  }
  public static void main(String args[]) {
      JFrame frame = new Converting();
      frame.pack();
      frame.show();
  }
}

注意，该程序没有硬编码任何文件类型，而是询问图像I/O框架支持哪些文件类型。安装Java高级图像处理图像I/O工具RC后，还可以重新运行该程序，你将会看到更多的存储格式。读取其它格式的图像基本上无需改变代码也能工作，用户只要选择不同的文件类型就可以了。

注意：图像I/O库中的内容比这里说明的要多得多。比方说可以通过写图像的参数设置压缩率，或者用读写进度监视器来监听事件。关于图像I/O用法的更多信息，请参阅Java Image I/O API Guide。

Java高级图像处理图像I/O工具包1.0概览

这就引出了本文要讨论的主题，Java高级图像处理图像I/O工具包1.0（RC）。JAI图像I/O工具主要用于为J2SE1.4的图像I/O库提供更多的图像readers/writers（编码解码器codecs）。只要运行时平台安装了该工具，你的程序就能够支持这些新的编码解码器。

JAI图像I/O工具提供的新编码解码器包括：

• 支持对位图（BMP）编码解码（MIME类型image/bmp）；
• 通过本机代码加速的JPEG的读写支持（MIME类型image/jpeg），同时也支持无损JPEG（ISO 10918-1）和JPEG-LS（ISO 14495-1），对支持的所有JPEG变体都能处理12位色深；
• 支持对JPEG 2000的编码与解码（MIME类型image/jpeg2000）；
• 用本机代码提高对PNG的编码解码速度（MIME类型image/png）；
• 可移植位图（PNM）编码解码器支持可移植位图（PBM）、可移植灰度位图（PGM）、可移植像素位图（PPM）（MIME类型分别为image/x-portable-anymap、image/x-portable-bitmap、image/x-portable-graymap、image/x-portable-pixmap）；
• 原始格式（无MIME类型）；
• 支持TIFF编码解码（MIME类型image/tiff）；
• 支持无线位图（WBMP）编码解码（MIME类型image/vnd.wap.wbmp）。

该工具库还使得流插件可以与NIO库一起使用，详情参阅com.sun.media.imageio.stream包中的FileChannelImageInputStream、FileChannelImageOutputStream和RawImageInputStream。前两个分别以java.nio.channels.FileChannel作为输入和输出，最后一个供原始格式解码器javax.imageio.ImageReader读取原始数据。同时该工具还支持JAI操作"ImageRead" 和"ImageWrite" ，这两个操作都包含在包内，分别对应于现有的JAI操作集{"Stream", "FileLoad", "URL"}和{"Encode", "FileStore"}。

安装Java高级图像处理图像I/O工具包1.0

要使用Java高级图像处理图像I/O工具包，首先必须根据使用的操作系统平台从Early Access page for the RC下在适当的版本。支持的操作系统有Solaris SPARC、Solaris x86、Linux和Windows，大小也随着版本而异， Solaris SPARC版有5MB之多，而其他版本则只有1MB左右。下载页面的README-jai_imageio.html文件提供了有关的下载信息和安装说明，同时还给出了所支持的编码解码插件的版本信息，比如BMP的编码解码器可以读取版本号从3到5的图像，但是只能写版本号3的图像。

安装后除了本机库之外还有三个JAR文件。如果安全设置禁止使用，这些本机库就不会发生作用，而回复到仅仅使用内建的纯Java版JPG和PNG格式的状态。

如果是安装到Unix机器上，则需要把上述的三个JAR文件安装到jre/lib/ext目录下。对于Solaris-SPARC用户，需要把6个.so文件复制到jre/lib/sparc目录中。Solaris-x86和Linux用户应把libclib_jiio.so文件复制到jre/lib/i386中。

如果要安装到Microsoft Windows的机器上，同样需要把三个JAR文件复制到jre\lib\ext目录中，另外把clib_jiio.dll文件放到jre\bin下。

注意：上述目录都是相对于JRE的根目录而言的。

只要把这些文件放到了规定的位置，JAI图像I/O工具包就安装完成了。

Java高级图像处理图像I/O工具包1.0的用法

安装Java高级图像处理图像I/O工具包并不改变图像I/O库的用法。正确编写的代码无需变更也能正常运行。可能唯一需要改变的就是新的图像格式使用何种扩展名，你可以使用getWriterFormatNames之类的函数所返回的名称，也可以对各种格式进行硬编码。

为了说明已有的代码仍能工作，首先重新运行一遍前面的GetFormats程序，就可以看到对新的MIME类型的支持：

Readers: [image/png, image/x-portable-graymap, 
  mage/jpeg, image/jpeg2000, image/x-png, 
  mage/tiff, image/vnd.wap.wbmp, image/x-portable-pixmap, 
  mage/x-portable-bitmap, image/bmp, image/gif, 
  mage/x-portable-anymap, ]
Writers: [image/png, image/x-portable-graymap, image/jpeg, 
  mage/jpeg2000, image/x-png, image/tiff, 
  mage/vnd.wap.wbmp, image/x-portable-pixmap, 
  mage/x-portable-bitmap, image/bmp, 
  mage/x-portable-anymap, ]

然后运行Converting程序，现在可以把图像转换成更多的格式。

尽管对于默认的编码解码器而言，那些缺省的读写设置通常已经足够了，但是也许你希望改变新增编码解码器的设置。改变这些设置无需调用ImageIO的read和write方法，而只要针对指定的MIME类型从ImageIO获得相应的ImageReader或ImageWriter对象，然后改变这些对象的设置就可以了。一旦改变了默认的ImageReadParam或者ImageWriteParam，就可以返回去调用ImageIO的read和Write方法。否则的话，就只能在ImageReader和ImageWriter中进行读写操作。比如，JPEG的ImageWriter会要求你通知编码器生成优化的图像Huffman表。其它的编码解码器也会提供它们自己的相应设置。

结论

对Java平台可用的扩展而言，Java高级图像处理图像I/O工具包1.0 RC是一个受欢迎的增强。一旦通过RC阶段，新增的图像格式支持将是对标准运行时环境的一个令人鼓舞的改进。库的内容分别放在几个com.sun.media.imageio包内，有一些还是本机代码库。但是所有库的使用都通过J2SE 1.4引入的标准图像I/O框架。只需要把库添加到JRE中就可以使用它们了。 

评论

1 楼 stona126 2011-03-29  

楼主能给出这个Java高级图像处理I/0工具包的下载地址吗?谢谢