图片优化（二）图片压缩比优化

1.终极压缩的思路

• 问题
• 图像处理引擎
• 优化思路

2.如何实现

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1.终极压缩的思路

1.1.IOS拍照1M的图片要比安卓拍照拍出来的5M的图片还要清晰。

他们都是在同一个环境下，保存的都是JPEG。
为什么？

1.2.图像处理引擎

• 95年 JPEG处理引擎，用于最初的在PC上面处理图片的引擎。
• 05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。
• 07年， 安卓上面用的什么引擎？
  skia引擎，阉割版。
  谷歌拿了skia 思考了半天做了一个决定，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。
  阉割的理由：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。

1.3.优化思路：

绕过安卓Bitmap API层，来自己编码实现——>修复使用哈夫曼算法。

argb
一个像素点包涵四个信息：alpha，red,green，blue

a b c d e
很多的组成方式形成图片信息，比如：

abcde acdbe bacde ……

在计算机中:

101010100011100

1.第一次优化：
用3位来表示一个字符信息，属于定长编码的最优。

a:001
b:010
c:011
d:100
e:101

那么abcde可以表示为：

001 010 011 100 101

2.继续优化：加权信息编码
假设每个值占的比例为：

a:80%
b:10%
c:10%
d:0%
e:0%

这种情况，编码就可以优化了：去除没有的像素信息，重新编码（长编码的最优）

a:01
b:10
c:11

优化后的abc:01 10 11
优化前的abc:001 010 011

问题来了：如何得到每一个字母出现的权重？
哈夫曼编码：需要去扫描整个信息(图片信息--每一个像素包括ARGB)，要大量计算，很吃CPU。
比如一个图片大小为：1280 * 800
需要扫描：1280 * 800像素*4，很耗内存

2. 如何实现

2.1.下载JPEG引擎使用的库:libjpeg库

2.2.基于该引擎来做一定的开发----自己实现编码。

• 1.导入库文件libjpegbither.so
• 2.导入头文件:bitherlibjni.h

/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
#include <jni.h>
/* Header for class net_bither_util_Test */


#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_net_bither_util_NativeUtil_compressBitmap(JNIEnv*,
        jclass, jobject , int , int , int ,
        jbyteArray , jboolean );

#ifdef __cplusplus
}
#endif

• 3.写mk文件
  Android.mk

LOCAL_PATH := $(call my-dir)
include $(CLEAR_VARS)
LOCAL_MODULE    :=jpegbither
LOCAL_SRC_FILES :=libjpegbither.so
include $(PREBUILT_SHARED_LIBRARY)
include $(CLEAR_VARS)
LOCAL_MODULE    :=bitherjni
LOCAL_SRC_FILES :=bitherlibjni.cpp
LOCAL_SHARED_LIBRARIES :=jpegbither
LOCAL_LDLIBS := -ljnigraphics -llog  
include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

Applicatoin.mk

APP_ABI := armeabi-v7a armeabi  #表示 编译目标 ABI(应用二进制接口)
APP_PLATFORM := android-9

• 4.写代码
  C++: XX.cpp
  C: XX.c

/*
 * Copyright 2014 http://Bither.net
 *
 * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
 * you may not use this file except in compliance with the License.
 * You may obtain a copy of the License at
 *
 *    http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
 *
 * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
 * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
 * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
 * See the License for the specific language governing permissions and
 * limitations under the License.
 */

#include "bitherlibjni.h"
#include <string.h>
#include <android/bitmap.h>
#include <android/log.h>
#include <stdio.h>
#include <setjmp.h>
#include <math.h>
#include <stdint.h>
#include <time.h>

//统一编译方式
extern "C" {
#include "jpeg/jpeglib.h"
#include "jpeg/cdjpeg.h"        /* Common decls for cjpeg/djpeg applications */
#include "jpeg/jversion.h"      /* for version message */
#include "jpeg/android/config.h"
}


#define LOG_TAG "jni"
#define LOGW(...)  __android_log_write(ANDROID_LOG_WARN,LOG_TAG,__VA_ARGS__)
#define LOGI(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO,LOG_TAG,__VA_ARGS__)
#define LOGE(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR,LOG_TAG,__VA_ARGS__)

#define true 1
#define false 0

typedef uint8_t BYTE;

char *error;
struct my_error_mgr {
  struct jpeg_error_mgr pub;
  jmp_buf setjmp_buffer;
};

typedef struct my_error_mgr * my_error_ptr;

METHODDEF(void)
my_error_exit (j_common_ptr cinfo)
{
  my_error_ptr myerr = (my_error_ptr) cinfo->err;
  (*cinfo->err->output_message) (cinfo);
  error=(char*)myerr->pub.jpeg_message_table[myerr->pub.msg_code];
  LOGE("jpeg_message_table[%d]:%s", myerr->pub.msg_code,myerr->pub.jpeg_message_table[myerr->pub.msg_code]);
 // LOGE("addon_message_table:%s", myerr->pub.addon_message_table);
//  LOGE("SIZEOF:%d",myerr->pub.msg_parm.i[0]);
//  LOGE("sizeof:%d",myerr->pub.msg_parm.i[1]);
  longjmp(myerr->setjmp_buffer, 1);
}

int generateJPEG(BYTE* data, int w, int h, int quality,
        const char* outfilename, jboolean optimize) {

    //jpeg的结构体，保存的比如宽、高、位深、图片格式等信息，相当于java的类
    struct jpeg_compress_struct jcs;

    //当读完整个文件的时候就会回调my_error_exit这个退出方法。setjmp是一个系统级函数，是一个回调。
    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;
    }

    //初始化jsc结构体
    jpeg_create_compress(&jcs);
    //打开输出文件 wb:可写byte
    FILE* f = fopen(outfilename, "wb");
    if (f == NULL) {
        return 0;
    }
    //设置结构体的文件路径
    jpeg_stdio_dest(&jcs, f);
    jcs.image_width = w;//设置宽高
    jcs.image_height = h;
//  if (optimize) {
//      LOGI("optimize==ture");
//  } else {
//      LOGI("optimize==false");
//  }

    //看源码注释，设置哈夫曼编码：/* TRUE=arithmetic coding, FALSE=Huffman */
    jcs.arith_code = false;
    int nComponent = 3;
    /* 颜色的组成 rgb，三个 # of color components in input image */
    jcs.input_components = nComponent;
    //设置结构体的颜色空间为rgb
    jcs.in_color_space = JCS_RGB;
//  if (nComponent == 1)
//      jcs.in_color_space = JCS_GRAYSCALE;
//  else
//      jcs.in_color_space = JCS_RGB;

    //全部设置默认参数/* Default parameter setup for compression */
    jpeg_set_defaults(&jcs);
    //是否采用哈弗曼表数据计算 品质相差5-10倍
    jcs.optimize_coding = optimize;
    //设置质量
    jpeg_set_quality(&jcs, quality, true);
    //开始压缩，(是否写入全部像素)
    jpeg_start_compress(&jcs, TRUE);

    JSAMPROW row_pointer[1];
    int row_stride;
    //一行的rgb数量
    row_stride = jcs.image_width * nComponent;
    //一行一行遍历
    while (jcs.next_scanline < jcs.image_height) {
        //得到一行的首地址
        row_pointer[0] = &data[jcs.next_scanline * row_stride];

        //此方法会将jcs.next_scanline加1
        jpeg_write_scanlines(&jcs, row_pointer, 1);//row_pointer就是一行的首地址，1：写入的行数
    }
    jpeg_finish_compress(&jcs);//结束
    jpeg_destroy_compress(&jcs);//销毁 回收内存
    fclose(f);//关闭文件

    return 1;
}

/**
 * byte数组转C的字符串
 */
char* jstrinTostring(JNIEnv* env, jbyteArray barr) {
    char* rtn = NULL;
    jsize alen = env->GetArrayLength( barr);
    jbyte* ba = env->GetByteArrayElements( barr, 0);
    if (alen > 0) {
        rtn = (char*) malloc(alen + 1);
        memcpy(rtn, ba, alen);
        rtn[alen] = 0;
    }
    env->ReleaseByteArrayElements( barr, ba, 0);
    return rtn;
}

jstring Java_net_bither_util_NativeUtil_compressBitmap(JNIEnv* env,
        jclass thiz, jobject bitmapcolor, int w, int h, int quality,
        jbyteArray fileNameStr, jboolean optimize) {
    BYTE *pixelscolor;
    //1.将bitmap里面的所有像素信息读取出来,并转换成RGB数据,保存到二维byte数组里面
    //处理bitmap图形信息方法1 锁定画布
    AndroidBitmap_lockPixels(env,bitmapcolor,(void**)&pixelscolor);

    //2.解析每一个像素点里面的rgb值(去掉alpha值)，保存到一维数组data里面
    BYTE *data;
    BYTE r,g,b;
    data = (BYTE*)malloc(w*h*3);//每一个像素都有三个信息RGB
    BYTE *tmpdata;
    tmpdata = data;//临时保存data的首地址
    int i=0,j=0;
    int color;
    for (i = 0; i < h; ++i) {
        for (j = 0; j < w; ++j) {
            //解决掉alpha
            //获取二维数组的每一个像素信息(四个部分a/r/g/b)的首地址
            color = *((int *)pixelscolor);//通过地址取值
            //0~255：
//          a = ((color & 0xFF000000) >> 24);
            r = ((color & 0x00FF0000) >> 16);
            g = ((color & 0x0000FF00) >> 8);
            b = ((color & 0x000000FF));
            //改值！！！----保存到data数据里面
            *data = b;
            *(data+1) = g;
            *(data+2) = r;
            data = data + 3;
            //一个像素包括argb四个值，每+4就是取下一个像素点
            pixelscolor += 4;
        }
    }
    //处理bitmap图形信息方法2 解锁
    AndroidBitmap_unlockPixels(env,bitmapcolor);
    char* fileName = jstrinTostring(env,fileNameStr);
    //调用libjpeg核心方法实现压缩
    int resultCode = generateJPEG(tmpdata,w,h,quality,fileName,optimize);
    if(resultCode ==0){
        jstring result = env->NewStringUTF("-1");
        return result;
    }
    return env->NewStringUTF("1");
}

步骤：
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