Question

我有一个灰度图像（实际上是“lena”），我想试验一下。我得到它是一个 512x512 PNG文件，有216种阴影的灰色。

当我用Java ImageIO阅读它时，会发生什么：

    String name = args[0];
    File fi = new File(name);
    BufferedImage img = ImageIO.read(fi);

我得到一个带仅154种颜色的BufferedImage！我只是意识到这一点，导致我处理过的图像显得粗糙，缺乏深黑色。

当我使用XnView将PNG转换为GIF时更加烦人，在这种情况下这是一个无损程序，用上面的代码读取GIF，我在BufferedImage中得到所有216种颜色。

是否有某种文档或描述，当我的PNG读取它时会发生什么？有设置来解决这个问题吗？我在最近的JDK1.8上做过这些实验。只是我对Java PNG支持的信任现在已经丢失，我稍后会使用彩色PNG。

Answer 1

欢迎来到Java隐藏色彩管理的“伟大”世界！

对于Java（至少是ImageIO），内部的所有内容都是sRGB，并且它隐含地进行颜色管理，这通常会对实际想要做的事情产生相反的效果。对于灰度图像，至少使用大多数读取器的ImageIO，至少对于没有嵌入式ICC配置文件的灰度图像（我尚未测试其他图像），Java会自动“分配”具有WhitePoint = D50，Gamma = 1.0的ICC配置文件。我偶然发现了这一点。

然后，当你访问像素（我假设你使用img.getRGB（）或类似的东西？）时，你实际上访问sRGB值（Windows上的Java默认颜色空间）。

结果是，当转换为sRGB时，其伽马值为~2.2（sRGB的伽玛实际上有点复杂，但总体上接近2.2），这有效地应用了伽马校正（1 / Gamma）= 2.2对于图像，（a）使图像显得“亮”，（b）由于256到256个离散值的伽马校正，你还可以有效地消除一些灰色阴影。

如果以不同方式访问BufferedImage的数据，也可以看到效果： a）访问个人资料：

ColorSpace colorSpace = img.getColorModel().getColorSpace();
if ( colorSpace instanceof ICC_ColorSpace ) {
    ICC_Profile profile = ((ICC_ColorSpace)colorSpace).getProfile();
    if ( profile instanceof ICC_ProfileGray ) {
        float gamma = ((ICC_ProfileGray)profile).getGamma();
        system.out.println("Gray Profile Gamma: "+gamma); // 1.0 !
    }
}

b）以不同方式访问某些像素值...

//access sRGB values (Colors translated from img's ICC profile to sRGB)
System.out.println( "pixel 0,0 value (sRGB): " + Integer.toHexString(img.getRGB(0,0)) ); // getRGB() actually means "getSRGB()"
//access raw raster data, this will give you the uncorrected gray value
//as it is in the image file
Raster raster = image.getRaster();
System.out.println( "pixel 0,0 value (RAW gray value): " + Integer.toHexString(raster.getSample(0,0,0)) );

如果您的像素（0,0）不是偶然的100％黑色或100％白色，您将看到sRGB值比灰度值“更高”，例如gray = d1 - ＆gt; sRGB = ffeaeaea（阿尔法，红色，绿色，蓝色）。

从我的观点来看，它不仅会降低您的灰度级，还会使您的图像更亮（与使用1 /伽玛值为2.2的伽马校正相同）。如果没有嵌入式ICC配置文件的灰色图像的Java将灰色转换为具有R = G = B = grayValue的sRGB，或者将分配ICC灰度配置文件WhitePoint = D50，Gamma = 2.2（至少在Windows上），则更合乎逻辑。由于sRGB不完全是Gamma 2.2，后者仍会让你失去一些灰色调。

关于它为什么适用于GIF：GIF格式没有“灰度”或ICC配置文件的概念，因此您的图像是256色调色板图像（256色恰好是256色灰度）。在打开GIF时，Java假定RGB值是sRGB。

<强>解决方案：根据您的实际使用情况，您的解决方案可能是您访问每个图像的像素（灰色= raster.getSample（x，y，0））的栅格数据并将其放入sRGB图像设置R = G = B =灰色。但是，可能会有更优雅的方式。

关于您对java或PNG的信任： 由于它具有隐含的颜色转换，我在很多方面都在努力研究java ImageIO。我们的想法是内置色彩管理，而开发人员不需要太多关于色彩管理的知识。只要您只使用sRGB（并且您的输入也是sRGB，或者没有颜色配置文件，因此可以合法地认为是sRGB），这在一定程度上有效。如果输入图像中有其他颜色空间（例如AdobeRGB），则会启动麻烦。灰色也是另一回事，尤其是ImageIO假设Gamma = 1.0的（异常）灰度轮廓。现在要了解ImageIO正在做什么，您不仅需要知道您在颜色管理中的ABC，还需要弄清楚java正在做什么。我没有在任何文档中找到此信息！结论：ImageIO确实可以认为是正确的。它往往不是你所期望的，你可能会深入挖掘，找出原因或改变行为，如果它不是你想要做的。

Answer 2

不知何故，您已将图像从线性灰度（gamma = 1.0）转换为sRGB灰度（gamma = 1 / 2.2）。这可以通过GraphicsMagick来演示。从维基百科下载的Lenna.png开始，然后删除sRGB块以创建lena.png，然后

gm convert lena.png -colorspace gray -depth 8 -strip lena-gray.png

lena-gray.png有216种颜色

gm convert lena-gray.png -gamma 2.2 -depth 8 -strip lena-gray-gm22.png

lena-grey-gm22.png有154种颜色，看起来褪色或褪色。

我最近使用了libmang-1.6.17的graphicsmagick（版本1.4）测试版。

要计算我使用ImageMagick的颜色：

identify -verbose file.png | grep Colors

我用过

pngcheck -v file.png

验证Lenna.png是否包含IHDR，sRGB，IDAT和IEND块，而lena-gray.png和lena-grey-gm22.png仅包含IHDR，IDAT和IEND块。

Java ImageIO灰度PNG问题

2 个答案: