如何正确下采样图像？

时间：2013-05-06 22:45:57

标签： android bitmap decode downsampling pixelate

背景

创建一个拥有大量高质量图像的应用程序，我决定将图像缩小到所需的大小（这意味着如果图像大于屏幕，我会缩小它的尺寸）。

问题

我注意到在某些设备上，如果图像缩小尺寸，它们变得模糊/像素化，但在相同的设备上，对于相同的目标imageView尺寸，如果图像没有缩小尺寸，它们看起来很好。

我尝试了什么

我决定进一步检查这个问题，并创建了一个显示问题的小型POC应用程序。

在展示代码之前，这里是我正在谈论的演示：

enter image description here

有点难以看出差异，但你可以看到第二个有点像素化。这可以在任何图像上显示。 

public class MainActivity extends Activity
  {
  @Override
  protected void onCreate(final Bundle savedInstanceState)
    {
    super.onCreate(savedInstanceState);
    setContentView(R.layout.activity_main);
    final ImageView originalImageView=(ImageView)findViewById(R.id.originalImageView);
    final ImageView halvedImageView=(ImageView)findViewById(R.id.halvedImageView);
    final ImageView halvedBitmapImageView=(ImageView)findViewById(R.id.halvedBitmapImageView);
    //
    final Bitmap originalBitmap=BitmapFactory.decodeResource(getResources(),R.drawable.test);
    originalImageView.setImageBitmap(originalBitmap);
    halvedImageView.setImageBitmap(originalBitmap);
    //
    final LayoutParams layoutParams=halvedImageView.getLayoutParams();
    layoutParams.width=originalBitmap.getWidth()/2;
    layoutParams.height=originalBitmap.getHeight()/2;
    halvedImageView.setLayoutParams(layoutParams);
    //
    final Options options=new Options();
    options.inSampleSize=2;
    // options.inDither=true; //didn't help
    // options.inPreferQualityOverSpeed=true; //didn't help
    final Bitmap bitmap=BitmapFactory.decodeResource(getResources(),R.drawable.test,options);
    halvedBitmapImageView.setImageBitmap(bitmap);
    }
  }

的xml：

<ScrollView xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
  xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools" android:layout_width="match_parent"
  android:layout_height="match_parent" tools:context=".MainActivity"
  android:fillViewport="true">
  <HorizontalScrollView android:layout_width="match_parent"
    android:fillViewport="true" android:layout_height="match_parent">
    <LinearLayout android:layout_width="match_parent"
      android:layout_height="match_parent" android:orientation="vertical">


      <TextView android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content" android:text="original" />

      <ImageView android:layout_width="wrap_content"
        android:id="@+id/originalImageView" android:layout_height="wrap_content" />

      <TextView android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content" android:text="original , imageView size is halved" />

      <ImageView android:layout_width="wrap_content"
        android:id="@+id/halvedImageView" android:layout_height="wrap_content" />

      <TextView android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content" android:text="bitmap size is halved" />

      <ImageView android:layout_width="wrap_content"
        android:id="@+id/halvedBitmapImageView" android:layout_height="wrap_content" />

    </LinearLayout>
  </HorizontalScrollView>
</ScrollView>

问题

为什么会发生？

两种方法应该具有相同的结果，因为两种方法都来自同一来源并使用相同的因子。

我尝试过使用下采样方法，但没有任何帮助。

使用inDensity（而不是inSampleSize）似乎可以修复它，但我不确定要为它设置什么。我认为对于外部图像（例如来自互联网），我可以将其设置为屏幕密度乘以我想要使用的样本大小。

但这是一个很好的解决方案吗？如果图像在资源文件夹内，我该怎么办（我认为没有一个函数可以获得位图所在的密度文件夹）？为什么它在使用推荐的方式时工作（谈到here）效果不好？

编辑：我发现了一个技巧，可以从资源（link here）获得可用于绘制的密度。但是，它不是未来的证明，因为您需要特定于要检测的密度。

3 个答案:

答案 0 :(得分：13)

好的，我找到了一个不错的选择，我认为它应该适用于任何类型的位图解码。

不仅如此，它还允许您使用您希望的任何样本大小缩减，而不仅仅是2的幂。如果你付出更多的努力，你甚至可以使用分数而不是整数进行缩减。

下面的代码适用于res文件夹中的图像，但可以轻松完成任何类型的位图解码：

private Bitmap downscaleBitmapUsingDensities(final int sampleSize,final int imageResId)
  {
  final Options bitmapOptions=new Options();
  bitmapOptions.inDensity=sampleSize;
  bitmapOptions.inTargetDensity=1;
  final Bitmap scaledBitmap=BitmapFactory.decodeResource(getResources(),imageResId,bitmapOptions);
  scaledBitmap.setDensity(Bitmap.DENSITY_NONE);
  return scaledBitmap;
  }

我测试了它，它显示了下采样图像就好了。在下图中，我展示了原始图像，并使用inSampleSize方法缩小了图像，并使用了我的方法。

很难看出差异，但使用密度的那个实际上并不只是跳过像素，而是将所有这些都考虑在内。它可能会慢一点，但它更精确，并使用更好的插值。

enter image description here

与使用inSampleSize相比，唯一的缺点似乎是速度，这在inSampleSize上更好，因为inSampleSize会跳过像素，因为密度方法会对跳过的像素进行额外的计算。

然而，我认为不知何故，android以大致相同的速度运行这两种方法。

我认为2种方法的比较类似于nearest-neighbor downsampling和bilinear-interpolation downsampling之间的比较。

编辑：我发现这里显示的方法存在一个缺点，与谷歌相比。在这个过程中使用的内存可能非常高，我认为这取决于图像本身。这意味着你应该只在你认为有意义的情况下使用它。

编辑：我为那些希望克服内存问题的人制作了一个合并的解决方案（谷歌的解决方案和我的解决方案）。它并不完美，但它比我以前做的更好，因为它不会像下原始位图所需的那样使用尽可能多的内存。相反，它将使用谷歌解决方案中使用的内存。

这是代码：

    // as much as possible, use google's way to downsample:
    bitmapOptions.inSampleSize = 1;
    bitmapOptions.inDensity = 1;
    bitmapOptions.inTargetDensity = 1;
    while (bitmapOptions.inSampleSize * 2 <= inSampleSize)
        bitmapOptions.inSampleSize *= 2;

    // if google's way to downsample isn't enough, do some more :
    if (bitmapOptions.inSampleSize != inSampleSize) 
      {
      // downsample by bitmapOptions.inSampleSize/originalSampleSize .
      bitmapOptions.inTargetDensity = bitmapOptions.inSampleSize;
      bitmapOptions.inDensity = inSampleSize;
      } 
    else if(sampleSize==1)
      {
      bitmapOptions.inTargetDensity=preferHeight ? reqHeight : reqWidth;
      bitmapOptions.inDensity=preferHeight ? height : width;
      }
总之，这两种方法的优点和缺点是：

Google的方式（使用inSampleSize）在解码过程中使用更少的内存，速度更快。 但是，它有时会导致一些图形伪像，它只支持下采样到2的幂，因此结果位图可能需要比你想要的更多（例如x1 / 4的大小而不是x1 / 7）。

我的方式（使用密度）更精确，提供更高质量的图像，并在结果位图上使用更少的内存。 但是，它在解码过程中会占用大量内存（取决于输入）并且速度稍慢。

编辑：另一项改进，因为我发现在某些情况下输出图像与所需的大小限制不匹配，并且您不希望使用Google的方式进行过多的下采样：

    final int newWidth = width / bitmapOptions.inSampleSize, newHeight = height / bitmapOptions.inSampleSize;
    if (newWidth > reqWidth || newHeight > reqHeight) {
        if (newWidth * reqHeight > newHeight * reqWidth) {
            // prefer width, as the width ratio is larger
            bitmapOptions.inTargetDensity = reqWidth;
            bitmapOptions.inDensity = newWidth;
        } else {
            // prefer height
            bitmapOptions.inTargetDensity = reqHeight;
            bitmapOptions.inDensity = newHeight;
        }
    }

因此，例如，从2448x3264图像到1200x1200的下采样，它将变为900x1200

答案 1 :(得分：2)

您应该使用inSampleSize。要确定应使用的样本大小，请执行以下操作。

BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();
options.inJustDecodeBounds = true;
Bitmap map = BitmapFactory.decodeFile(file.getAbsolutePath(), options);
int originalHeight = options.outHeight;
int originalWidth = options.outWidth;
// Calculate your sampleSize based on the requiredWidth and originalWidth
// For e.g you want the width to stay consistent at 500dp
int requiredWidth = 500 * getResources().getDisplayMetrics().density;
int sampleSize = originalWidth / requiredWidth;
// If the original image is smaller than required, don't sample
if(sampleSize < 1) { sampleSize = 1; }
options.inSampleSize = sampleSize;
options.inPurgeable = true;
options.inPreferredConfig = Bitmap.Config.RGB_565;
options.inJustDecodeBounds = false;
Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeFile(file.getAbsolutePath(), options);

希望这有帮助。

答案 2 :(得分：0)

对我来说，只有使用inSampleSize进行缩减才能很好地执行（但不像最近邻算法）。但不幸的是，这不能得到我们需要的精确分辨率（只比原始分辨率小整数倍）。

所以我发现SonyMobile解决这个问题的方法最适合这样的任务。

简而言之，它包括两个步骤：

  1. 使用 BitmapFactory.Options :: inSampleSize-＆gt; BitmapFactory.decodeResource（） 缩减，尽可能接近您需要但不低于它的分辨率
  2. 通过使用 Canvas :: drawBitmap（）
    3. 缩小一点来获得精确的分辨率

    以下是SonyMobile如何解决此任务的详细说明：http://developer.sonymobile.com/2011/06/27/how-to-scale-images-for-your-android-application/

    以下是SonyMobile scale utils的源代码：http://developer.sonymobile.com/downloads/code-example-module/image-scaling-code-example-for-android/

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