图像处理：压缩方法对图片大小的影响（cv2 vs PIL）

问题发现： 同一图片，用不同的库读取并保存后，图片大小受压缩方式影响很大~

一、初步试验

试验方法：

- python库opencv与PIL
- 输出格式：png与jpg

代码如下，仅仅是直接读入然后保存而已

import cv2
from PIL import Image

name = 1 # 2

img = Image.open('{}.jpg'.format(name))
img.save('{}_pil.jpg'.format(name))
img.save('{}_pil.png'.format(name))

image = cv2.imread('{}.jpg'.format(name))
cv2.imwrite('{}_cv2.jpg'.format(name), image)
cv2.imwrite('{}_cv2.png'.format(name), image)

试验结果：


 
 
 

二、进一步试验：jpg压缩质量

上述现象原因分析：两个库默认使用的压缩质量不同（参考1，参考2）

• jpg的压缩程度和参数quality相关，一般取1~100（越大图片质量越好，建议最高到95）
• PIL默认quality=75
• cv2默认quality=95

“”“设置quality参数！”“”

name = 'data\img_1\img'

img = Image.open('{}.jpg'.format(name))
img.save('{}_pil.jpg'.format(name))
img.save('{}_pil_75.jpg'.format(name), quality=75)
img.save('{}_pil_95.jpg'.format(name), quality=95)
img.save('{}_pil_01.jpg'.format(name), quality=1)
img.save('{}_pil.png'.format(name))

image = cv2.imread('{}.jpg'.format(name))
cv2.imwrite('{}_cv2.jpg'.format(name), image)
cv2.imwrite('{}_cv2_95.jpg'.format(name), image, [int(cv2.IMWRITE_JPEG_QUALITY), 95])
cv2.imwrite('{}_cv2_75.jpg'.format(name), image, [int(cv2.IMWRITE_JPEG_QUALITY), 75])
cv2.imwrite('{}_cv2_01.jpg'.format(name), image, [int(cv2.IMWRITE_JPEG_QUALITY), 1])
cv2.imwrite('{}_cv2.png'.format(name), image)

以下结果印证了上面所说，不论什么库，只要quality改成一个值，保存后图片质量就相同！

 
 
 

三、还有个试验：png压缩质量

上面破案了jpg压缩问题，那为何PIL和cv2保存的png文件质量也不同呢？

其实，png压缩时也有一个压缩程度参数，0~9，越大压缩程度越高（不过我们发现PIL和cv2在同一压缩参数下的压缩程度还是不同，可能用了不同的算法吧，这里吗水好深…）

name = 'data\img_1\img'

img = Image.open('{}.jpg'.format(name))
img.save('{}_pil.png'.format(name))
img.save('{}_pil_opt.png'.format(name), optimize=True)
img.save('{}_pil_0.png'.format(name), compress_level=0)
img.save('{}_pil_3.png'.format(name), compress_level=3)
img.save('{}_pil_9.png'.format(name), compress_level=9)

image = cv2.imread('{}.jpg'.format(name))
cv2.imwrite('{}_cv2.png'.format(name), image)
cv2.imwrite('{}_cv2_0.png'.format(name), image, [int(cv2.IMWRITE_PNG_COMPRESSION), 0])
cv2.imwrite('{}_cv2_3.png'.format(name), image, [int(cv2.IMWRITE_PNG_COMPRESSION), 3])
cv2.imwrite('{}_cv2_9.png'.format(name), image, [int(cv2.IMWRITE_PNG_COMPRESSION), 9])

 
 
 

ps：另一个试验

我将jpg文件强制转换为png格式，然后采取同样的操作

name = 'data\img_2\img'

img = Image.open('{}.png'.format(name))
img.save('{}_pil.jpg'.format(name))
img.save('{}_pil_75.jpg'.format(name), quality=75)
img.save('{}_pil_95.jpg'.format(name), quality=95)
img.save('{}_pil_01.jpg'.format(name), quality=1)
img.save('{}_pil.png'.format(name))

image = cv2.imread('{}.png'.format(name))
cv2.imwrite('{}_cv2.jpg'.format(name), image)
cv2.imwrite('{}_cv2_95.jpg'.format(name), image, [int(cv2.IMWRITE_JPEG_QUALITY), 95])
cv2.imwrite('{}_cv2_75.jpg'.format(name), image, [int(cv2.IMWRITE_JPEG_QUALITY), 75])
cv2.imwrite('{}_cv2_01.jpg'.format(name), image, [int(cv2.IMWRITE_JPEG_QUALITY), 1])
cv2.imwrite('{}_cv2.png'.format(name), image)

发现，这次输出的图片大小，与读入.jpg图片时完全一样

猜测的原因： 不同压缩方法的文件格式不同，比如png格式中有IHDR数据块等，cv2和PIL应该是识别出了该文件压缩方式不是png而是jpg，所以仍然按照jpg进行解码、处理，所以得到和之前一样的结果~
不过，要注意输入图片的后缀要改为.png，若仍保留为jpg，可能会报错；PIL直接报错改文件不存在，cv2报错

libpng warning: Image width is zero in IHDR
libpng warning: Image height is zero in IHDR
libpng error: Invalid IHDR data