在使用print()检查它在变量中有什么之后，我发现它将完整的对象tensor转换为BytesIO中的bytes（它将Tensor序列化），但它必须从tensor中只获得原始的bytes。
而且我发现它需要.numpy()才能从tensor获得预期的数据。

sol = io.BytesIO(decode_image.numpy())

完整工作代码

import tensorflow as tf
import base64
import numpy as np
from PIL import Image
import io

image = tf.io.read_file('image.jpg', name=None)

b_64 = tf.io.encode_base64(image, pad=False, name=None)
#print('b_64:', b_64)

decode_image = tf.io.decode_base64(b_64, name=None)
#print('decode_image:', decode_image)          # tensor
#print('decode_image:', decode_image.numpy())  # bytes

#sol = io.BytesIO(decode_image)         # tensor
#print('sol:', sol.getvalue())          # wrong data

sol = io.BytesIO(decode_image.numpy())  # bytes
#print('sol:', sol.getvalue())          # correct data

image = Image.open(sol)
image.show()