一種JNI方法實現圖片壓縮,壓縮率極高

直接使用項目或直接複製libs中的so庫到項目中即可(當前只構建了armeabi),需要其他ABI可檢下項目另外使用CMake構建即可。

結果預覽:

原圖大小5.99M~~ 我們把所有經過壓縮的圖片放到同等大小的情況後,很明顯,採樣壓縮跟尺寸壓縮都不是我們想要的結果,而質量壓縮跟JNI壓縮我設置的質量壓縮值都是30,JNI壓縮出來只有278KB,直接質量壓縮出來的有484KB,綜合之後,JNI纔是綜合最優的方式,當然,如果只是頭像,我們設置可以把配置值設置得更小,圖片就更小。

爲什麼iPhone手機圖片的質量比Android的好?

首先了解兩個圖像處理庫:libjpeg、Skia。

  • Skia:圖像處理引擎,Google在Android系統上就是採用Skia,它是基於libjpeg的二次封裝,Google在很多其它產品也使用了這個庫,比如Chorme,Firefox等等。
  • libjpeg:早期的圖像處理引擎,用於PC端。

官方文檔可以看到libjpeg.doc這樣一段話:

boolean optimize_coding TRUE causes the compressor to compute optimal Huffman coding tables for the image. This requires an extra pass over the data and therefore costs a good deal of space and time. The default is FALSE, which tells the compressor to use the supplied or default Huffman tables. In most cases optimal tables save only a few percent of file size compared to the default tables. Note that when this is TRUE, you need not supply Huffman tables at all, and any you do supply will be overwritten. boolean optimize_coding:

參數爲TRUE時,圖片壓縮算法使用最優的哈夫曼編碼表,它需要額外傳遞數據,因此會耗費CPU運算時間,以及開闢很多臨時內存空間。參數爲FALSE時,使用默認的哈夫曼編碼表。在大多數情況,使用最優哈夫曼編碼表相比默認哈夫曼編碼表,能節省圖像文件很大比例的大小。爲什麼使用最優哈夫曼編碼表可以節省圖像文件很大的比例大小呢?可以先了解下什麼是哈夫曼樹和哈夫曼編碼

其次瞭解下libjpeg使用哈夫曼編碼是對圖片上的每個像素(ARGB)進行編碼,比如 ARGB(每個顏色通道取值範圍0-255)的編碼分別是: A:001 R:010 G:011 B:100 如果採用定長,那一個圖片下來一個人像素就是001010011100… 如果我們使用可變長編碼方式,遍歷、再嵌套遍歷,再嵌套遍歷每一個像素來獲取前綴編碼(沒錯,這個運算過程很大,而且臨時變量內存也需要很大,但相對於今天的手機CPU來說,so easy),我們大致可以得到這樣的編碼: A:01 R:10 G:11 B:100 那一個圖片下來一個人像素就是011011100…

編碼長度的優化後,接下來乾的事就是計算權重以及每個顏色通道對應的編碼的出現頻次構建哈夫曼樹了,這裏就參考博客裏頭的圖片了哈。

哈夫曼樹

看完博客之後,可以知道最優哈夫曼編碼其實是使用了可變長編碼方式,而默認的哈夫曼編碼使用了定長編碼方式,因此需要更多的存儲空間,呈現出來的手機圖片自然會大很大。

libjpeg把optimize_coding參數默認設置爲FALSE是因爲10多年前的Android手機CPU跟內存都非常吃緊,所以當年沒有設置爲TRUE。如今的手機CPU跟內存都“起飛了”,Goolge的Skia圖像處理引擎卻還是使用optimize_coding的默認值FALSE。我們無法修改系統Skia的這個參數值,所以只能默默忍受size很大的圖像文件。

經過大量圖像壓縮測試結果,得到兩個結論:

  • 1.圖片壓縮到相同的質量,FALSE所產出的圖像文件大小是TRUE的5-10倍。
  • 2.圖片壓縮到相同的質量,Android所產出的圖像文件大小比iOS也是大5-10倍。

所以,通過使用libjpeg編譯自己的native library修改optimize_coding參數的值,達圖像質量相同,所產出的圖像卻能節省5-10倍空間大小的效果。

實現的步驟:

  • 1.構建libjpeg的so庫 到官方下載對應自己電腦系統類型的壓縮包,創建Android項目導入壓縮包裏頭的xx.h、xx.c文件構建so庫。bither/bither-android-lib已經做了這個工作,因此我們只需直接拿他的libjpegbither.so即可。
  • 2.導入libjpeg的聲明頭文件,因爲步驟1的libjpegbither.so是對這些頭文件的實現,因此需要導入這些頭文件。
  • 3.創建CMake腳本
cmake_minimum_required(VERSION 3.4.1)

add_library( effective-bitmap
             SHARED
             src/main/cpp/effective-bitmap.c )


include_directories( src/main/cpp/jpeg/)

add_library(jpegbither SHARED IMPORTED)
set_target_properties(jpegbither
  PROPERTIES IMPORTED_LOCATION
  ${CMAKE_SOURCE_DIR}/libs/${ANDROID_ABI}/libjpegbither.so)


find_library( log-lib
              log )

find_library( jnigraphics-lib jnigraphics )

target_link_libraries( effective-bitmap
                       jpegbither
                       ${log-lib}
                       ${jnigraphics-lib})

4.配置gradle關聯CMakeLists.txt構建腳本,以及指定產出的ABI的類型

android {
    // ...
    defaultConfig {
        // ...
        externalNativeBuild {
            cmake {
                cppFlags ""
            }
        }

        ndk {
            abiFilters 'armeabi'
        }
    }
    externalNativeBuild {
        cmake {
            path "CMakeLists.txt"
        }
    }
}

5.編寫C/C++代碼

int generateJPEG(BYTE* data, int w, int h, int quality,
                 const char* outfilename, jboolean optimize) {
    int nComponent = 3;
    // jpeg的結構體,保存的比如寬、高、位深、圖片格式等信息
    struct jpeg_compress_struct jcs;

    struct my_error_mgr jem;

    jcs.err = jpeg_std_error(&jem.pub);
    jem.pub.error_exit = my_error_exit;
    if (setjmp(jem.setjmp_buffer)) {
        return 0;
    }
    jpeg_create_compress(&jcs);
    // 打開輸出文件 wb:可寫byte
    FILE* f = fopen(outfilename, "wb");
    if (f == NULL) {
        return 0;
    }
    // 設置結構體的文件路徑
    jpeg_stdio_dest(&jcs, f);
    jcs.image_width = w;
    jcs.image_height = h;

    // 設置哈夫曼編碼
    jcs.arith_code = false;
    jcs.input_components = nComponent;
    if (nComponent == 1)
        jcs.in_color_space = JCS_GRAYSCALE;
    else
        jcs.in_color_space = JCS_RGB;

    jpeg_set_defaults(&jcs);
    jcs.optimize_coding = optimize;
    jpeg_set_quality(&jcs, quality, true);
    // 開始壓縮,寫入全部像素
    jpeg_start_compress(&jcs, TRUE);

    JSAMPROW row_pointer[1];
    int row_stride;
    row_stride = jcs.image_width * nComponent;
    while (jcs.next_scanline < jcs.image_height) {
        row_pointer[0] = &data[jcs.next_scanline * row_stride];
        jpeg_write_scanlines(&jcs, row_pointer, 1);
    }

    jpeg_finish_compress(&jcs);
    jpeg_destroy_compress(&jcs);
    fclose(f);

    return 1;
}

6.構建so庫

項目鏈接:https://github.com/zengfw/EffectiveBitmap

參考鏈接:

  • Why the image quality of iPhone is much better than Android?

原創作者:Ricky,原文鏈接:https://www.jianshu.com/p/f20f9bcdd6a4

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