Android 图片压缩

前言

上次面试被问到图片压缩方法，没有回答上来，只依稀记得有质量压缩、尺寸压缩，却说不出个所以然来。所以今天研究了一下，Android的图片压缩方式，经过百度和查看谷歌文档，暂时知道了一共有质量压缩、尺寸压缩（或者说裁剪）、采样率压缩、设置图片格式、通过JIN调用libjpeg库压缩

1.质量压缩

保持像素的前提下改变图片的位深及透明度（即：通过算法抹掉(同化)图片中的一些某点附近 相近的像素）达到降低质量压缩文件的目的。 使用场景：将图片压缩后将图片上传到服务器，或者保存到本地，根据实际需求

    /**
     * 质量压缩
     * 设置bitmap options属性，降低图片的质量，像素不会减少
     * 第一个参数为需要压缩的bitmap图片对象，第二个参数为压缩后图片保存的位置
     * 设置options 属性0-100，来实现压缩（因为png是无损压缩，所以该属性对png是无效的）
     *
     * @param bmp
     * @param file
     */
    public static void qualityCompress(Bitmap bmp, File file) {
        // 0-100 100为不压缩
        int quality = 20;
        ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
        // 把压缩后的数据存放到baos中
        bmp.compress(Bitmap.CompressFormat.JPEG, quality, baos);
        try {
            FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file);
            fos.write(baos.toByteArray());
            fos.flush();
            fos.close();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

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2.尺寸压缩

通过减少单位尺寸的像素值，真正意义上的降低像素（通过缩放图片像素来减少图片占用内存大小） 使用场景：缓存缩略图的时候（头像处理）

    /**
     * 尺寸压缩（通过缩放图片像素来减少图片占用内存大小）
     *
     * @param bmp
     * @param file
     */

    public static void sizeCompress(Bitmap bmp, File file) {
        // 尺寸压缩倍数,值越大，图片尺寸越小
        int ratio = 8;
        // 压缩Bitmap到对应尺寸
        Bitmap result = Bitmap.createBitmap(bmp.getWidth() / ratio, bmp.getHeight() / ratio, Config.ARGB_8888);
        Canvas canvas = new Canvas(result);
        Rect rect = new Rect(0, 0, bmp.getWidth() / ratio, bmp.getHeight() / ratio);
        canvas.drawBitmap(bmp, null, rect, null);

        ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
        // 把压缩后的数据存放到baos中
        result.compress(Bitmap.CompressFormat.JPEG, 100, baos);
        try {
            FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file);
            fos.write(baos.toByteArray());
            fos.flush();
            fos.close();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
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3.采样率压缩

设置图片的采样率，降低图片像素 好处：是不会先将大图片读入内存，大大减少了内存的使用，也不必考虑将大图片读入内存后的释放事宜。 问题：因为采样率是整数，所以不能很好的保证图片的质量。如我们需要的是在2和3采样率之间，用2的话图片就大了一点，但是用3的话图片质量就会有很明显的下降，这样也无法完全满足我的需要。 GitHub上有名的图片压缩算法采用的就是采样率压缩，他的核心算法就是计算这个采样值

 private int computeSize() {
    srcWidth = srcWidth % 2 == 1 ? srcWidth + 1 : srcWidth;
    srcHeight = srcHeight % 2 == 1 ? srcHeight + 1 : srcHeight;

    int longSide = Math.max(srcWidth, srcHeight);
    int shortSide = Math.min(srcWidth, srcHeight);

    float scale = ((float) shortSide / longSide);
    if (scale <= 1 && scale > 0.5625) {
      if (longSide < 1664) {
        return 1;
      } else if (longSide < 4990) {
        return 2;
      } else if (longSide > 4990 && longSide < 10240) {
        return 4;
      } else {
        return longSide / 1280 == 0 ? 1 : longSide / 1280;
      }
    } else if (scale <= 0.5625 && scale > 0.5) {
      return longSide / 1280 == 0 ? 1 : longSide / 1280;
    } else {
      return (int) Math.ceil(longSide / (1280.0 / scale));
    }
  }
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鲁班框架的流程大致是这样的：1.通过建造者模式传入图片的地址，或者图片的uri，或者图片流 2.把图片转为流，添加到一个list 3.判断图片格式，是否需要旋转等 4.计算采样率也就是options.inSampleSize = computeSize(); 5.压缩

 File compress() throws IOException {
    BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();
    options.inSampleSize = computeSize();

    Bitmap tagBitmap = BitmapFactory.decodeStream(srcImg.open(), null, options);
    ByteArrayOutputStream stream = new ByteArrayOutputStream();

    if (Checker.SINGLE.isJPG(srcImg.open())) {
      tagBitmap = rotatingImage(tagBitmap, Checker.SINGLE.getOrientation(srcImg.open()));
    }
    tagBitmap.compress(focusAlpha ? Bitmap.CompressFormat.PNG : Bitmap.CompressFormat.JPEG, 60, stream);
    tagBitmap.recycle();

    FileOutputStream fos = new FileOutputStream(tagImg);
    fos.write(stream.toByteArray());
    fos.flush();
    fos.close();
    stream.close();

    return tagImg;
  }
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4.通过JIN调用libjpeg库压缩

Android图像处理引擎的漏洞 通常IOS拍的照片1M左右还比Android拍出来的照片5M的还要清晰，都是在同一个环境下，保存的都是JPEG

• （1）历程 1995年 JPEG处理引擎，用于最初的在PC上面处理图片的引擎。 2005年 skia开源的引擎, 开发了一套基于JPEG处理引擎的第二次开发。便于浏览器的使用。 2007年安卓用的skia引擎（阉割版），谷歌拿了skia，去掉一个编码算法—哈夫曼算法。采用定长编码算法。但是解码还是保留了哈夫曼算法，导致了图片处理后文件变大了。
• （2）原因 当时由于CPU和内存在手机上都非常吃紧 性能差，由于哈夫曼算法非常吃CPU，被迫用了其他的算法。
• （3）优化方案 绕过安卓Bitmap API层，来自己编码实现—-修复使用哈夫曼算法。

JNI开发步骤

• 准备工作

（1）http://www.ijg.org/下载JPEG引擎使用的库---libjpeg库，
基于该引擎来做一定的开发----自己实现编码，JNI开发。
（2）导入库文件libjpegbither.so
（3）导入头文件
（4）写mk文件——Android.mk、Applicatoin.mk
（5）写代码——C++:XX.cpp、C:XX.c
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• 开发过程

（1）将android的bitmap解码，并转换成RGB数据
   一个图片信息---像素点(argb)，alpha去掉
（2）JPEG对象分配空间以及初始化
（3）指定压缩数据源
（4）获取文件信息
（5）为压缩设置参数，比如图像大小、类型、颜色空间
   boolean arith_code;       
  /* TRUE=arithmetic coding, FALSE=Huffman */
（6）开始压缩——jpeg_start_compress()
（7）压缩结束——jpeg_finish_compress()
（8）释放资源
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• 代码

    /**
     * 1.JNI终极压缩（通过JNI图片压缩把Bitmap保存到指定目录）
     *
     * @param image    bitmap对象
     * @param filePath 要保存的指定目录
     * @Description: 通过JNI图片压缩把Bitmap保存到指定目录
     */
    public static void jniUltimateCompress(Bitmap image, String filePath) {
        // 质量压缩方法，这里100表示不压缩，把压缩后的数据存放到baos中
        int quality = 20;
        // JNI调用保存图片到SD卡 这个关键
        NativeUtil.saveBitmap(image, quality, filePath, true);
    }

    /**
     * 1.JNI基本压缩（不保存Bitmap）
     *
     * @param bit      bitmap对象
     * @param fileName 指定保存目录名
     * @param optimize 是否采用哈弗曼表数据计算 品质相差5-10倍
     * @Description: JNI基本压缩
     */
    public static void jniBasicCompress(Bitmap bit, String fileName, boolean optimize) {
        saveBitmap(bit, DEFAULT_QUALITY, fileName, optimize);
    }

/**
     * 调用native方法
     *
     * @param bit
     * @param quality
     * @param fileName
     * @param optimize
     * @Description:函数描述
     */
    private static void saveBitmap(Bitmap bit, int quality, String fileName, boolean optimize) {
        compressBitmap(bit, bit.getWidth(), bit.getHeight(), quality, fileName.getBytes(), optimize);
    }

    /**
     * 调用底层 bitherlibjni.c中的方法
     *
     * @param bit
     * @param w
     * @param h
     * @param quality
     * @param fileNameBytes
     * @param optimize
     * @return
     * @Description:函数描述
     */
    private static native String compressBitmap(Bitmap bit, int w, int h, int quality, byte[] fileNameBytes,
                                                boolean optimize);

    /**
     * 加载lib下两个so文件
     */
    static {
        System.loadLibrary("jpegbither");
        System.loadLibrary("bitherjni");
    }

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5.图片格式

Android目前常用的图片格式有png，jpeg和webp，

png：无损压缩图片格式，支持Alpha通道，Android切图素材多采用此格式

jpeg：有损压缩图片格式，不支持背景透明，适用于照片等色彩丰富的大图压缩，不适合logo

webp：是一种同时提供了有损压缩和无损压缩的图片格式，派生自视频编码格式VP8，从 谷歌官网 来看，无损webp平均比png小26%，有损的webp平均比jpeg小25%~34%，无损webp支持Alpha通道，有损webp在一定的条件下同样支持，有损webp在Android4.0（API 14）之后支持，无损和透明在Android4.3（API18）之后支持

采用webp能够在保持图片清晰度的情况下，可以有效减小图片所占有的磁盘空间大小

本文非原创, 原文链接: https://www.jianshu.com/p/1f69238b8874