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java實(shí)現(xiàn)1M圖片壓縮優(yōu)化到100kb實(shí)現(xiàn)示例

更新時(shí)間：2022年07月14日 16:06:24 作者：沉默王二

這篇文章主要為大家介紹了java實(shí)現(xiàn)1M圖片壓縮優(yōu)化到100kb示例詳解，有需要的朋友可以借鑒參考下，希望能夠有所幫助，祝大家多多進(jìn)步，早日升職加薪

引言

坦白從寬吧，我就是那個(gè)花了兩天兩夜把 1M 圖片優(yōu)化到 100kb 的家伙——王小二！

自從因?yàn)橐黄獔?bào)道登上熱搜后，我差點(diǎn)抑郁，每天要靠 50 片安眠藥才能入睡。

網(wǎng)絡(luò)上曝光的那些關(guān)于一碼通的消息，有真有假，我這里就不再澄清了。就說(shuō)說(shuō)我是怎么把圖片從 1M 優(yōu)化到 100kb 的故事吧。

是的，由于系統(tǒng)群體規(guī)模和訪(fǎng)問(wèn)規(guī)模的特殊性，每一行代碼、每一張圖片、每一個(gè)技術(shù)文檔都反復(fù)核準(zhǔn)，優(yōu)化再優(yōu)化，精益求精。為確保系統(tǒng)運(yùn)行得更高效，我們將一張圖片從1MB壓縮到500KB，再?gòu)?00KB優(yōu)化到100KB。

這樣的工作在外人看起來(lái)，簡(jiǎn)單到就好像悄悄給學(xué)妹塞一張情書(shū)就能讓她做我女朋友一樣簡(jiǎn)單。

但殊不知，這其中蘊(yùn)含著極高的技術(shù)含量！

不信，我給你們普及下。

一、圖像壓縮

圖像壓縮是數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)在數(shù)字圖像上的應(yīng)用，目的是減少圖像數(shù)據(jù)中的冗余信息，從而用更加高效的格式存儲(chǔ)和傳輸數(shù)據(jù)。

圖像壓縮可以是有損數(shù)據(jù)壓縮，也可以是無(wú)損數(shù)據(jù)壓縮。

怎么樣？

是不是感覺(jué)圖像壓縮技術(shù)沒(méi)有想象中那么簡(jiǎn)單了？

更多關(guān)于圖像壓縮的資料可參考以下鏈接。

http://www.dbjr.com.cn/article/150789.htm

二、Java數(shù)字圖像處理

作為這次“20 多萬(wàn)外包項(xiàng)目”的“主力開(kāi)發(fā)人員”，我這里就給大家介紹下 Java 數(shù)字圖像處理技術(shù)吧，一開(kāi)始我就是用它來(lái)處理圖片的。

數(shù)字圖像處理（Digital Image Processing）是通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)圖像進(jìn)行去除噪聲、增強(qiáng)、復(fù)原、分割、提取特征等處理的方法和技術(shù)。

輸入的是圖像信號(hào)，然后經(jīng)過(guò) DIP 進(jìn)行有效的算法處理后，輸出為數(shù)字信號(hào)。

為了壓縮圖像，我們需要讀取圖像并將其轉(zhuǎn)換成 BufferedImage 對(duì)象，BufferedImage 是 Image 類(lèi)的一個(gè)子類(lèi)，描述了一個(gè)具有可訪(fǎng)問(wèn)的圖像數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，由 ColorModel 和 Raster 的圖像數(shù)據(jù)組成。

廢話(huà)我就不多說(shuō)了，直接進(jìn)入實(shí)戰(zhàn)吧！

三、圖像壓縮實(shí)戰(zhàn)

剛好我本地有一張之前用過(guò)的封面圖，離 1M 只差 236 KB，可以拿來(lái)作為測(cè)試用。

這其中要用到 ImageIO 類(lèi)，這是一個(gè)靜態(tài)類(lèi)，提供了一系列方法用來(lái)讀和寫(xiě)圖像，同時(shí)還可以對(duì)圖像進(jìn)行簡(jiǎn)單的編碼和解碼。

比如說(shuō)通過(guò) ImageIO.read() 可以將圖像讀取到 BufferedImage 對(duì)象：

File input = new File("ceshi.jpg");
BufferedImage image = ImageIO.read(input);

比如說(shuō)通過(guò) ImageIO.getImageWritersByFormatName() 可以返回一個(gè)Iterator，其中包含了通過(guò)命名格式對(duì)圖像進(jìn)行編碼的 ImageWriter。

Iterator&lt;ImageWriter&gt; writers =  ImageIO.getImageWritersByFormatName("jpg");
ImageWriter writer = (ImageWriter) writers.next();

比如說(shuō)通過(guò) ImageIO.createImageOutputStream() 可以創(chuàng)建一個(gè)圖像的輸出流對(duì)象，有了該對(duì)象后就可以通過(guò) ImageWriter.setOutput() 將其設(shè)置為輸出流。

File compressedImageFile = new File("bbcompress.jpg");
OutputStream os =new FileOutputStream(compressedImageFile);
ImageOutputStream ios = ImageIO.createImageOutputStream(os);
writer.setOutput(ios);

緊接著，可以對(duì) ImageWriter 進(jìn)行一些參數(shù)配置，比如說(shuō)壓縮模式，壓縮質(zhì)量等等。

ImageWriteParam param = writer.getDefaultWriteParam();
param.setCompressionMode(ImageWriteParam.MODE_EXPLICIT);
param.setCompressionQuality(0.01f);

壓縮模式一共有四種，MODE_EXPLICIT 是其中一種，表示 ImageWriter 可以根據(jù)后續(xù)的 set 的附加信息進(jìn)行平鋪和壓縮，比如說(shuō)接下來(lái)的 setCompressionQuality() 方法。

setCompressionQuality() 方法的參數(shù)是一個(gè) 0-1 之間的數(shù)，0.0 表示盡最大程度壓縮，1.0 表示保證圖像質(zhì)量很重要。對(duì)于有損壓縮方案，壓縮質(zhì)量應(yīng)該控制文件大小和圖像質(zhì)量之間的權(quán)衡（例如，通過(guò)在寫(xiě)入 JPEG 圖像時(shí)選擇量化表）。對(duì)于無(wú)損方案，壓縮質(zhì)量可用于控制文件大小和執(zhí)行壓縮所需的時(shí)間之間的權(quán)衡（例如，通過(guò)優(yōu)化行過(guò)濾器并在寫(xiě)入 PNG 圖像時(shí)設(shè)置 ZLIB 壓縮級(jí)別）。

整體代碼如下所示：

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            File input = new File("ceshi.jpg");
            BufferedImage image = ImageIO.read(input);
            Iterator&lt;ImageWriter&gt; writers = ImageIO.getImageWritersByFormatName("jpg");
            ImageWriter writer = (ImageWriter) writers.next();
            File compressedImageFile = new File("bbcompress.jpg");
            OutputStream os = new FileOutputStream(compressedImageFile);
            ImageOutputStream ios = ImageIO.createImageOutputStream(os);
            writer.setOutput(ios);
            ImageWriteParam param = writer.getDefaultWriteParam();
            param.setCompressionMode(ImageWriteParam.MODE_EXPLICIT);
            param.setCompressionQuality(0.01f);
            writer.write(null, new IIOImage(image, null, null), param);
            os.close();
            ios.close();
            writer.dispose();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

執(zhí)行壓縮后，可以看到圖片的大小壓縮到了 19 KB：

可以看得出，質(zhì)量因子為 0.01f 的時(shí)候圖片已經(jīng)有些失真了，可以適當(dāng)提高質(zhì)量因子比如說(shuō) 0.5f，再來(lái)看一下。

圖片質(zhì)量明顯提高了，但大小依然只有 64 KB，壓縮效果還是值得信賴(lài)的。

四、其他開(kāi)源庫(kù)

接下來(lái)，推薦一些可以輕松集成到項(xiàng)目中的圖像處理庫(kù)吧，它們?nèi)际敲赓M(fèi)的。

1）ImageJ，用 Java 編寫(xiě)的，可以編輯、分析、處理、保存和打印圖像。

2）Apache Commons Imaging，一個(gè)讀取和寫(xiě)入各種圖像格式的庫(kù)，包括快速解析圖像信息（如大小，顏色，空間，ICC配置文件等）和元數(shù)據(jù)。

3）ImageMagick，可以讀取和寫(xiě)入超過(guò)100種格式的圖像，包括DPX、EXR、GIF、JPEG、JPEG-2000、PDF、PNG、Postscript、SVG和TIFF。還可以調(diào)整大小、翻轉(zhuǎn)、鏡像、旋轉(zhuǎn)、扭曲、剪切和變換圖像，調(diào)整圖像顏色，應(yīng)用各種特殊效果，包括繪制文本、線(xiàn)條、多邊形、橢圓和貝塞爾曲線(xiàn)。

4）OpenCV，由BSD許可證發(fā)布，可以免費(fèi)學(xué)習(xí)和商業(yè)使用，提供了包括 C/C++、Python 和 Java 等主流編程語(yǔ)言在內(nèi)的接口。OpenCV 專(zhuān)為計(jì)算效率而設(shè)計(jì)，強(qiáng)調(diào)實(shí)時(shí)應(yīng)用，可以充分發(fā)揮多核處理器的優(yōu)勢(shì)。

這里就以 OpenCV 為例，來(lái)演示一下圖像壓縮。當(dāng)然了，OpenCV 用來(lái)壓縮圖像屬于典型的大材小用。

第一步，添加 OpenCV 依賴(lài)到我們的項(xiàng)目當(dāng)中，以 Maven 為例。

<dependency>
	<groupId>org.openpnp</groupId>
	<artifactId>opencv</artifactId>
	<version>4.5.1-2</version>
</dependency>

第二步，要想使用 OpenCV，需要先初始化。

OpenCV.loadShared();

第三步，使用 OpenCV 讀取圖片。

Mat src = Imgcodecs.imread(imagePath);

第四步，使用 OpenCV 壓縮圖片。

MatOfInt dstImage = new MatOfInt(Imgcodecs.IMWRITE_JPEG_QUALITY, 1);
Imgcodecs.imwrite("resized_image.jpg", sourceImage, dstImage);

MatOfInt 的構(gòu)造參數(shù)是一個(gè)可變參數(shù)，第一個(gè)參數(shù) IMWRITE_JPEG_QUALITY 表示對(duì)圖片的質(zhì)量進(jìn)行改變，第二個(gè)是質(zhì)量因子，1-100，值越大表示質(zhì)量越高。

執(zhí)行代碼后得到的圖片如下所示：

借這個(gè)機(jī)會(huì)，來(lái)對(duì)比下 OpenCV 和 JDK 原生 API 在壓縮圖像時(shí)所使用的時(shí)間。

這是我本機(jī)的配置情況，早年買(mǎi)的頂配 iMac，也是我的主力機(jī)。一開(kāi)始只有 16 G 內(nèi)存，后來(lái)加了一個(gè) 16 G 內(nèi)存條，不過(guò)最近半年電腦突然死機(jī)重啟的頻率明顯提高了，不知道是不是 Big Sur 這個(gè)操作系統(tǒng)的問(wèn)題還是電腦硬件老了。