100% Pure JavaでJPEG XLをデコードするオープンソースライブラリ「jxl-java」を公開

～Rust製デコーダーをWebAssembly経由でJavaバイトコード化、一行でJPEG XLの読み込みに対応～

NTTレゾナントテクノロジー株式会社（本社：東京都千代田区大手町、代表取締役社長：三澤 淳志、以下「当社」）は、次世代画像フォーマットJPEG XLをJava標準の画像入出力API（ImageIO）で読み込めるオープンソースライブラリ「jxl-java」をGitHubにて公開しました。Apacheライセンスで提供され、商用・非商用を問わずに無償でご利用いただけます。

GitHub: https://github.com/nttr-tech/jxl-java

1. 背景：JavaでJPEG XLを扱う「最後の壁」

JPEG XL（ISO/IEC 18181）は、高圧縮・高画質に加え、可逆／非可逆圧縮、HDR・広色域、アルファチャンネル、既存JPEGの可逆再圧縮までを1つのフォーマットでカバーする次世代画像フォーマットです。2023年にSafariが正式サポートし、ChromeやFirefoxでも対応が進むなど、採用判断に備えるべきフェーズに入っています。

一方、Java標準ライブラリはJPEG XLに対応しておらず、従来の現実的な選択肢はC++製リファレンス実装（libjxl）をJNI経由で呼び出す方式でした。この方式には次の課題があります。

• OS・CPUアーキテクチャごとにネイティブバイナリを用意・配布する運用負荷

• ネイティブコードのクラッシュや脆弱性がJVMプロセス全体に波及するリスク

• 外部からアップロードされた画像など、信頼できない入力を扱うサーバー用途での障害範囲の大きさ

「jxl-java」は、この課題を「Rust × WebAssembly × Chicory AOT」という構成で解決します。

2. 技術的特長

（1）100% Pure Java ― JARひとつで全OS・全CPUに配布可能

Google Researchが開発したRust製JPEG XLデコーダー jxl-rs をWebAssemblyにコンパイルし、WebAssemblyランタイム Chicory のAOTコンパイラでビルド時にJavaバイトコード（classファイル）へ事前変換しています。実行時にはネイティブライブラリもJNIも一切使用しません。配布物はJARのみで、OS・CPUアーキテクチャを問わず動作します。

（2）メモリ安全性とサンドボックスによる障害の隔離

デコーダー本体はメモリ安全なRustで書かれ、さらにJVM内のWebAssemblyサンドボックス内で実行されます。不正な入力による異常はJVMプロセスを巻き込まず、Javaの例外として隔離されます。アップロード画像の受け入れなど、信頼できない入力を扱う用途に適した設計です。

（3）導入後のコードは「従来のImageIO」のまま

ImageIOのService Provider Interfaceにより自動登録されるため、初期化コードは不要です。JARをクラスパスに置くだけで、従来のJava読み込みコードでそのままJPEG XLに対応できます。

java

（4）実用性へのこだわり

• ピクセル変換の最小化：デコーダーはWebAssembly内で直接、事前乗算済みBGRAを出力。リトルエンディアンのメモリ配置を利用してARGB intへコピー中心で変換し、Java 2Dが最速で合成できる TYPE_INT_ARGB_PRE の BufferedImage を生成します。

• カラーマネジメント：広色域やICCプロファイル付き画像は ICC_ColorSpace + ColorConvertOp でsRGBへ変換し、表示結果の一貫性を確保。壊れたプロファイルの場合は変換をスキップしてデコードを継続します。

• スレッド安全性：WebAssemblyモジュールの解析はJVMごとに1回。デコードごとに新規WebAssemblyインスタンス（生成はサブミリ秒）を使うため、状態を共有せず安全に並列実行できます。

• 2つの配布形態：通常版JARに加え、Chicoryランタイムを内部パッケージへシェーディングした自己完結型fat JARを提供。アプリケーション側の既存の依存関係と衝突しません。

3. 適した用途

安全性・可搬性を優先する読み込み用途 ― サムネイル生成、アップロード画像の受け入れ、デスクトップ表示、マルチOS配布 ― に適しています。大量バッチ変換や低遅延が最優先の用途や、JPEG XLエンコードには現時点では向きません。

4. 動作環境

• 実行時：Java 11以降

• ビルド時：JDK 21以降 + Rustツールチェーン（wasm32-unknown-unknown ターゲット）

5. 今後について

当社は本ライブラリをオープンソースとしてメンテナンスしていく予定でコミュニティからのIssue・Pull Requestを歓迎します。今後はWasm SIMD対応による高速化、16bit／HDR出力への対応などを検討していきます。