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Javaでサムネイル作成


Pebbleの管理画面でサムネイル作成を可能にするため、ちょっと調査してみました。
検証に使ったのは先週携帯で撮った霧のサンフランシスコ。

1600x1200でサイズは380kb。
このサムネイルは iPhoto で作成したもの。

綺麗な縮小画像を作るにはAreaAveragingScaleFilterを使うのがキレイ!って情報がちらほらある。
どうやら内部的にAreaAveragingScaleFilter を使ってくれるっぽい BufferedImage#getScaledInstance() を使って実験。
直接 AreaAveragingScaleFilter を触るよりコード量が少なさそうなので。
(1)コードはこんな感じ

  private static void scaledInstance() throws Exception {
int height = 240;
int width = 320;
FileInputStream fis
= new FileInputStream("./original.jpg");
BufferedImage image = ImageIO.read(fis);
fis.close();
BufferedImage shrinkImage
= new BufferedImage(width, height, image.getType());
shrinkImage.getGraphics()
.drawImage(image.getScaledInstance(width, height
, Image.SCALE_AREA_AVERAGING)
, 0, 0, width, height, null);
ImageIO.write(shrinkImage, "jpg", new File("./2.jpg"));
}

・結果はこんな感じ

まぁそんなシャギーも目立たないし悪くない感じです。
ただやたら時間がかかります。80秒くらい。
パフォーマンスを求めてMovableTypeから移行したのにこれじゃだめですね。

今度はそのままdrawImageする方法。
(2)コードはこんな感じ

private static void graphics2dnohints() throws Exception {
int width = 320;
int height = 240;
FileInputStream fis = new FileInputStream("original.jpg");
BufferedImage image = ImageIO.read(fis);
fis.close();
BufferedImage shrinkImage
= new BufferedImage(width,height, image.getType());
Graphics2D g2d = shrinkImage.createGraphics();
g2d.drawImage(image, 0, 0, width, height, null);
ImageIO.write(shrinkImage, "jpg", new File("graphics2dnohints.jpg"));
}

・結果はこんな感じ

1秒くらいで完了。かなり早いけどあり得ないくらい汚いです。
単に間引いてるだけですね。

じっとAPIを見つめているとGraphics2D#setRenderingHint() ってメソッドが見えてきました。
なんとなくキレイにしてくれそうなオプションを設定して再挑戦。
(3)コードはこんな感じ

private static void graphics2d() throws Exception {
int width = 320;
int height = 240;
FileInputStream fis = new FileInputStream("original.jpg");
BufferedImage image = ImageIO.read(fis);
fis.close();
BufferedImage shrinkImage = new BufferedImage(width,height, image.getType());
Graphics2D g2d = shrinkImage.createGraphics();
g2d.setRenderingHint(RenderingHints.KEY_ALPHA_INTERPOLATION,
RenderingHints.VALUE_ALPHA_INTERPOLATION_QUALITY);
g2d.setRenderingHint(RenderingHints.KEY_ANTIALIASING,
RenderingHints.VALUE_ANTIALIAS_ON);
g2d.setRenderingHint(RenderingHints.KEY_COLOR_RENDERING,
RenderingHints.VALUE_COLOR_RENDER_QUALITY);
g2d.setRenderingHint(RenderingHints.KEY_DITHERING,
RenderingHints.VALUE_DITHER_ENABLE);
g2d.setRenderingHint(RenderingHints.KEY_TEXT_ANTIALIASING,
RenderingHints.VALUE_TEXT_ANTIALIAS_ON);
g2d.setRenderingHint(RenderingHints.KEY_RENDERING,
RenderingHints.VALUE_RENDER_QUALITY);
g2d.setRenderingHint(RenderingHints.KEY_INTERPOLATION,
RenderingHints.VALUE_INTERPOLATION_BILINEAR);
g2d.setRenderingHint(RenderingHints.KEY_FRACTIONALMETRICS,
RenderingHints.VALUE_FRACTIONALMETRICS_ON);
g2d.setRenderingHint(RenderingHints.KEY_STROKE_CONTROL,
RenderingHints.VALUE_STROKE_NORMALIZE);
g2d.drawImage(image, 0, 0, width, height, null);
ImageIO.write(shrinkImage, "jpg", new File("graphics2d.jpg"));
}

・結果はこんな感じ

ん、悪くない。むしろ最初の遅いヤツよりキレイなんじゃないの?
しかも早いです。パフォーマンスは体感的にさっきと変わらない感じ。

ではパフォーマンスをざっと検証。
・コードはこんな感じ

public static void main(String[] args) throws Exception {
long before;
double elapsed;
for (int i = 0; i < 10; i++) {
//hotspotをVMに教えてあげる
scaledInstance();
graphics2dnohints();
graphics2d();
}
before = System.currentTimeMillis();
System.out.println("getScaledInstance()");
scaledInstance();
elapsed = (System.currentTimeMillis() - before) / 1000d;
System.out.println(elapsed + " secs");

before = System.currentTimeMillis();
System.out.println("graphics2dnohints()");
graphics2dnohints();
elapsed = (System.currentTimeMillis() - before) / 1000d;
System.out.println(elapsed + " secs");

before = System.currentTimeMillis();
System.out.println("graphics2d()");
graphics2d();
elapsed = (System.currentTimeMillis() - before) / 1000d;
System.out.println(elapsed + " secs");
}

結果はこんな感じ。

getScaledInstance()
72.756 secs
graphics2dnohints()
0.698 secs
graphics2d()
1.463 secs

PhotoShop Elements の結果も加えて並べてみた。

iPhoto:2秒くらい - 38 KB

PhotoShop Elements2.0(jpeg 最高画質):2秒くらい - 56 KB

(1)getScaledInstance(Image.SCALE_AREA_AVERAGING) 72.756 秒 - 11 KB

(2)普通にdrawImage()(レンダリングヒントなし):0.698 秒 - 13 KB

(3)普通にdrawImage()(レンダリングヒント付き):1.463 秒 - 10 KB

さすがにiPhotoとPhoto Shopはほぼ互角に綺麗。iPhotoはなぜか若干暗い。

Javaで処理する場合どれがいいかなー・・って愚問ですね。
レンダリングヒント付きでdrawImageが一番品質対時間比に優れてます。
Javaで作ったサムネイルはどれも細い線の再現性がイマイチで、iPhoto のサムネイルに比べやや眠たい感じだけど十分実用的。
しかし(1)より(3)の方が綺麗に見える。50倍くらい早く出来上がってるんだけど。
(1)は(3)に比べファイルサイズがやや大きいにも関わらずjpeg的なブロックノイズが目立ちます。

このエントリに掲載しているコードはJavaの標準APIの利用方法を示した一般的なものです。特に創作性はありませんのでクレジットの表示などなしにご自由に再利用、改変、再配布、商用・非商用利用していただいて結構です。

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Re: Javaでサムネイル作成

シンプルで明快に説明されていたので、 助かりました。 数分で理解でき実行までできるコード最高です。 当初ImageMagicをラップしようかと思っていましたが、こちらのコードを利用させていただきます。 JavaAPIを眺めてみるべきだと反省しています。ありがとうございました

Re: Javaでサムネイル作成

APIを眺めてもどこから手をつけて良いかわからないですよね。
私も手間取ったので、メモを参考にしていただけて幸いです。

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