Question

我正在尝试从一些字节数组的图像数据创建BufferedImage。图像为RGB格式，每个像素有3个样本 - R，G和B，每个样本32位（每个样本，不是所有3个样本）。

现在我想从这个字节数组创建一个BufferedImage。这就是我所做的：

        ColorModel cm = new ComponentColorModel(ColorSpace.getInstance(ColorSpace.CS_sRGB), new int[] {32, 32, 32}, false, false, Transparency.OPAQUE, DataBuffer.TYPE_INT);
        Object tempArray = ArrayUtils.toNBits(bitsPerSample, pixels, samplesPerPixel*imageWidth, endian == IOUtils.BIG_ENDIAN);
        WritableRaster raster = cm.createCompatibleWritableRaster(imageWidth, imageHeight);
        raster.setDataElements(0, 0, imageWidth, imageHeight, tempArray); 
        BufferedImage bi = new BufferedImage(cm, raster, false, null);

上述代码适用于每个样本RGB图像24位，但不是每个样本32位。生成的图像是垃圾，显示在图像的右侧。它应该像图像的左侧。

注意：我的机器上唯一可以读取此图像的图像阅读器是ImageMagick。所有其他显示的结果与下图中右侧的垃圾相似。

ArrayUtils.toNBits（）只是将字节数组转换为具有正确endianess的int数组。我确定这个是正确的，因为我已经与其他方法交叉检查以生成相同的int数组。

~~我想问题可能是因为我使用所有32位int来表示包含负值的颜色。看起来我需要长数据类型，但长期没有DataBuffer类型。~~

使用传输类型创建的ComponentColorModel实例 DataBuffer.TYPE_BYTE，DataBuffer.TYPE_USHORT和DataBuffer.TYPE_INT 像素样本值被视为无符号整数值。

以上引用来自ComponentColorModel的Java文档。这意味着32位样本确实被视为无符号整数值。然后问题可能出在其他地方。

是否有任何机构遇到类似的问题并得到了解决方法，或者我可能在这里做错了什么？

Update2 ：“真实”问题在于当使用32位样本时，ComponentColorModel的算法将向左移动1次0（1 <0） on int总是在0~31之间。这不是预期值。要解决这个问题（实际左移32次），唯一需要做的就是将1从int更改为long类型为1L，如下面的修复所示。

更新：从HaraldK的回答和评论中，我们终于同意问题来自Java的ComponentColorModel，它没有正确处理32位样本。 HaraldK的拟议修复也适用于我的案例。以下是我的版本：

import java.awt.Transparency;
import java.awt.color.ColorSpace;
import java.awt.image.ComponentColorModel;
import java.awt.image.DataBuffer;

public class Int32ComponentColorModel extends ComponentColorModel {
   //
   public Int32ComponentColorModel(ColorSpace cs, boolean alpha) {
        super(cs, alpha, false, alpha ? Transparency.TRANSLUCENT : Transparency.OPAQUE, DataBuffer.TYPE_INT);
   }

   @Override
   public float[] getNormalizedComponents(Object pixel, float[] normComponents, int normOffset) {
       int numComponents = getNumComponents();

       if (normComponents == null || normComponents.length < numComponents + normOffset) {
           normComponents = new float[numComponents + normOffset];
       }

       switch (transferType) {
           case DataBuffer.TYPE_INT:
               int[] ipixel = (int[]) pixel;
               for (int c = 0, nc = normOffset; c < numComponents; c++, nc++) {
                   normComponents[nc] = ipixel[c] / ((float) ((1L << getComponentSize(c)) - 1));
               }
               break;
           default: // I don't think we can ever come this far. Just in case!!!
               throw new UnsupportedOperationException("This method has not been implemented for transferType " + transferType);
       }

       return normComponents;
   }
}

enter image description here

Answer 1

更新

这似乎是一个已知的错误：ComponentColorModel.getNormalizedComponents() does not handle 32-bit TYPE_INT，报告10年（TEN！）年前，针对Java 5。

优点是，Java现在部分是开源的。我们现在可以提出一个补丁，幸运的是它将被评估为Java 9左右...... :-P

该bug提出了以下解决方法：

Subclass ComponentColorModel并覆盖getNormalizedComponents（）以在处理此数据时将传入像素值除以'Math.pow（2,32） - 1'，而不是使用错误位，从而正确处理每个样本TYPE_INT数据32位转移。（使用浮点值是可以的，因为getNormalizedComponents（）无论如何都会将所有内容转换为浮点数。）

我的解决方案有点不同，但基本想法是一样的（根据您的意愿随意优化： - ））：

private static class TypeIntComponentColorModel extends ComponentColorModel {
    public TypeIntComponentColorModel(final ColorSpace cs, final boolean alpha) {
        super(cs, alpha, false, alpha ? TRANSLUCENT : OPAQUE, DataBuffer.TYPE_INT);
    }

    @Override
    public float[] getNormalizedComponents(Object pixel, float[] normComponents, int normOffset) {
        int numComponents = getNumComponents();

        if (normComponents == null) {
            normComponents = new float[numComponents + normOffset];
        }

        switch (transferType) {
            case DataBuffer.TYPE_INT:
                int[] ipixel = (int[]) pixel;
                for (int c = 0, nc = normOffset; c < numComponents; c++, nc++) {
                    normComponents[nc] = ((float) (ipixel[c] & 0xffffffffl)) / ((float) ((1l << getComponentSize(c)) - 1));
                }
                break;
            default:
                throw new UnsupportedOperationException("This method has not been implemented for transferType " + transferType);
        }

        return normComponents;
    }
}

考虑以下代码。如果按原样运行，对我来说它会显示一个大部分是黑色的图像，右上角的四分之一白色覆盖着一个黑色的圆圈。如果我将数据类型更改为TYPE_USHORT（取消注释transferType行），它将显示半/半白色和从黑色到白色的线性渐变，中间有一个橙色圆圈（应该如此）。

使用ColorConvertOp转换为标准类型似乎没有任何区别。

public class Int32Image {
    public static void main(String[] args) {
        // Define dimensions and layout of the image
        int w = 300;
        int h = 200;
        int transferType = DataBuffer.TYPE_INT;
//        int transferType = DataBuffer.TYPE_USHORT;

        ColorModel colorModel = new ComponentColorModel(ColorSpace.getInstance(ColorSpace.CS_sRGB), false, false, Transparency.OPAQUE, transferType);
        WritableRaster raster = colorModel.createCompatibleWritableRaster(w, h);
        BufferedImage image = new BufferedImage(colorModel, raster, false, null);

        // Start with linear gradient
        if (raster.getTransferType() == DataBuffer.TYPE_INT) {
            DataBufferInt buffer = (DataBufferInt) raster.getDataBuffer();
            int[] data = buffer.getData();

            for (int y = 0; y < h; y++) {
                int value = (int) (y * 0xffffffffL / h);

                for (int x = 0; x < w; x++) {
                    int offset = y * w * 3 + x * 3;
                    data[offset] = value;
                    data[offset + 1] = value;
                    data[offset + 2] = value;
                }
            }
        }
        else if (raster.getTransferType() == DataBuffer.TYPE_USHORT) {
            DataBufferUShort buffer = (DataBufferUShort) raster.getDataBuffer();
            short[] data = buffer.getData();

            for (int y = 0; y < h; y++) {
                short value = (short) (y * 0xffffL / h);

                for (int x = 0; x < w; x++) {
                    int offset = y * w * 3 + x * 3;
                    data[offset] = value;
                    data[offset + 1] = value;
                    data[offset + 2] = value;
                }
            }
        }

        // Paint something (in  color)
        Graphics2D g = image.createGraphics();
        g.setColor(Color.WHITE);
        g.fillRect(0, 0, w / 2, h);
        g.setColor(Color.ORANGE);
        g.fillOval(100, 50, w - 200, h - 100);
        g.dispose();

        System.out.println("image = " + image);

//        image = new ColorConvertOp(null).filter(image, new BufferedImage(image.getWidth(), image.getHeight(), BufferedImage.TYPE_INT_ARGB));

        JFrame frame = new JFrame();
        frame.add(new JLabel(new ImageIcon(image)));
        frame.pack();
        frame.setLocationRelativeTo(null);
        frame.setVisible(true);
    }
}

对我来说，这似乎表明ColorModel使用transferType TYPE_INT有问题。但我会很高兴出错。 ; - ）

您可以尝试的另一件事是将值缩小到16位，使用TYPE_USHORT栅格和颜色模型，看看是否有所不同。我打赌它会，但我懒得试试。 ; - ）

如何为每个样本创建32位的BufferedImage，3个样本图像数据

1 个答案: