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画像ファイルのサイズを縮小したい

2023/05/06に公開

2023年 GW をいかがお過ごしでしょうか。私はうっかり Bluesky に手を付けてしまい，以下の公式 Go パッケージで遊んでみたのですが

画像ファイルのアップロードでハマってしまいました。どうやら現状の公式 PDS では 1MB 以上の画像ファイルはサーバ側にアップロードできないみたいで（しかもアップロード失敗を返しこない）どうにか画像データを 1MB 以下に抑えようと試行錯誤してしまいました。今回はその辺の話を記しておきましょう。

さて，ここからは口調を改めて本題。

画像データのサイズを縮小する手段としては以下が挙げられるだろう（不可逆圧縮になるのは諦める）。

JPEG 形式に変換する（特に PNG 形式に対しては効果大）
画像の品質を落とす（JPEG の場合）
画像のサイズを小さくする

というわけで，この方針に従って実際に画像データの縮小関数を書いてみよう。

完成形

とりあえず完成形はこんな感じになった。

github.com/goark/toolbox/images/images.go

const (
    imageMaxSize     = 1000
    imageFileMaxSize = 1024 * 1024
)

func AjustImage(src []byte) (io.Reader, error) {
    // check file size
    if len(src) < imageFileMaxSize {
        return bytes.NewReader(src), nil
    }

    // decode image
    imgSrc, t, err := image.Decode(bytes.NewReader(src))
    if err != nil {
        return nil, errs.Wrap(err)
    }
    // convert JPEG
    quality := 90
    if t != "jpeg" {
        b, err := convertJPEG(imgSrc, quality)
        if err != nil {
            return nil, errs.Wrap(err)
        }
        if len(b) < imageFileMaxSize {
            return bytes.NewReader(b), nil
        }
    }
    // quality down
    for _, q := range []int{85, 55, 25} {
        b, err := convertJPEG(imgSrc, q)
        if err != nil {
            return nil, errs.Wrap(err)
        }
        quality = q
        if len(b) < imageFileMaxSize {
            return bytes.NewReader(b), nil
        }
    }

    // rectange of image
    rctSrc := imgSrc.Bounds()
    rate := 1.0
    if rctSrc.Dx() > rctSrc.Dy() {
        if rctSrc.Dx() > imageMaxSize {
            rate = imageMaxSize / float64(rctSrc.Dx())
        }
    } else {
        if rctSrc.Dy() > imageMaxSize {
            rate = imageMaxSize / float64(rctSrc.Dy())
        }
    }
    if rate >= 1.0 {
        return nil, errs.Wrap(ecode.ErrTooLargeImage)
    }

    // scale down
    dstX := int(float64(rctSrc.Dx()) * rate)
    dstY := int(float64(rctSrc.Dy()) * rate)
    imgDst := image.NewRGBA(image.Rect(0, 0, dstX, dstY))
    draw.BiLinear.Scale(imgDst, imgDst.Bounds(), imgSrc, rctSrc, draw.Over, nil)
    b, err := convertJPEG(imgDst, quality)
    if err != nil {
        return nil, errs.Wrap(err)
    }
    if len(b) > imageFileMaxSize {
        return nil, errs.Wrap(ecode.ErrTooLargeImage)
    }
    return bytes.NewReader(b), nil
}

func convertJPEG(src image.Image, quality int) ([]byte, error) {
    dst := &bytes.Buffer{}
    if err := jpeg.Encode(dst, src, &jpeg.Options{Quality: quality}); err != nil {
        return nil, errs.Wrap(err)
    }
    return dst.Bytes(), nil
}

前提として画像データは []byte 型のスライスに格納済みとする。これを AjustImage() 関数に渡すわけだ。

image.Image 型にデコードする

詳しく見ていこう。まずはサイズを確認。 1MB 以下のデータサイズならそのまま返す。

if len(src) < imageFileMaxSize {
    return bytes.NewReader(src), nil
}

次に画像データを image.Image 型にデコードする。

imgSrc, t, err := image.Decode(bytes.NewReader(src))
if err != nil {
    return nil, errs.Wrap(err)
}

JPEG 形式に変換してみる

作成した imgSrc を JPEG 形式のバイナリに変換するのは簡単。以下の関数でできる。

func convertJPEG(src image.Image, quality int) ([]byte, error) {
    dst := &bytes.Buffer{}
    if err := jpeg.Encode(dst, src, &jpeg.Options{Quality: quality}); err != nil {
        return nil, errs.Wrap(err)
    }
    return dst.Bytes(), nil
}

これを使って JPEG 以外の画像データを変換してサイズをチェックする。

quality := 90
if t != "jpeg" {
    b, err := convertJPEG(imgSrc, quality)
    if err != nil {
        return nil, errs.Wrap(err)
    }
    if len(b) < imageFileMaxSize {
        return bytes.NewReader(b), nil
    }
}

この変換により 1MB 以下のサイズになれば，そのデータを返却している。品質は90で設定している（JPEG の品質は90以上では殆ど変わらないそうな）。

品質を落としてみる

続けて， JPEG データも含め，品質を 85, 55, 25 と落としていってデータサイズをチェックしていく。

for _, q := range []int{85, 55, 25} {
    b, err := convertJPEG(imgSrc, q)
    if err != nil {
        return nil, errs.Wrap(err)
    }
    quality = q
    if len(b) < imageFileMaxSize {
        return bytes.NewReader(b), nil
    }
}

品質を 85 まで落とすとファイルサイズが劇的に減るらしいので，ここで 1MB 以下になることを期待している。あとはオマケみたいなもの（笑）

画像のサイズを縮小してみる

品質 25 まで落としても 1MB を超える場合は，最後の手段として画像のサイズを縮小する。

まず縦横の大きい方の値を1,000ピクセルに縮小するよう比率を計算する。

rctSrc := imgSrc.Bounds()
rate := 1.0
if rctSrc.Dx() > rctSrc.Dy() {
    if rctSrc.Dx() > imageMaxSize {
        rate = imageMaxSize / float64(rctSrc.Dx())
    }
} else {
    if rctSrc.Dy() > imageMaxSize {
        rate = imageMaxSize / float64(rctSrc.Dy())
    }
}
if rate >= 1.0 {
    return nil, errs.Wrap(ecode.ErrTooLargeImage)
}

もとより1,000ピクセルより小さいサイズであれば諦めてエラーを返している（そこから更に縮小するのはねぇ...）

次に計算した比率でスケールダウンする。

dstX := int(float64(rctSrc.Dx()) * rate)
dstY := int(float64(rctSrc.Dy()) * rate)
imgDst := image.NewRGBA(image.Rect(0, 0, dstX, dstY))
draw.BiLinear.Scale(imgDst, imgDst.Bounds(), imgSrc, rctSrc, draw.Over, nil)
b, err := convertJPEG(imgDst, quality)
if err != nil {
    return nil, errs.Wrap(err)
}
if len(b) > imageFileMaxSize {
    return nil, errs.Wrap(ecode.ErrTooLargeImage)
}
return bytes.NewReader(b), nil