libjpeg-turbo 图片压缩

2022-06-20  本文已影响0人  carlwu_186

android7.0之前,Bitmap.compress不支持哈夫曼压缩算法,压缩效率不高,因此引入libTurboJpeg库来改善压缩效率。
安卓底层使用Skia作为它的图片处理引擎,通过对libjpeg进行封装,来进行压缩图片。然而在libjpeg进行压缩图片时,有一个参数,叫optimize_coding,默认为FALSE。关于这个参数,官方的解释是,如果设置为TRUE,在压缩过程中,会计算哈夫曼表,这会显著消耗空间和时间。

然而这是对于十几年前的设备而言的,现在的设备来做这个计算完全没有压力。因此,只有在安卓7.0之后,才支持了哈夫曼算法。

开发时,把Java层的Bitmap传递到native层,然后使用AndroidBitmapAPI 取出图像所有的argb数据,接着可以舍弃a通道信息,只保留rgb信息到一个新的uint_8数组中,将这个数组作为参数传入jpeg-turbo库中,开启哈夫曼编码,就可以保存到一个新的路径中。
参考链接:https://www.jianshu.com/p/32ff62bc33d5?from=timeline

1 哈夫曼树

  1. 先统计各个元素(像素点颜色)出现的次数,按照递增排序,得到一个数组,
  2. 取最小的两个,按照左小右大的原则,作为两个叶子结点,
  3. 计算两个叶子结点的数值之和,放入数组中,同时删除之前的两个元素,再重新排序,
  4. 重复步骤2,3
  5. 数组为空时,哈夫曼树构造完毕
  6. 从根节点开始,在路径上左边0右边1的规则,得到所有元素节点的哈夫曼编码
  7. 保存哈夫曼编码的映射表,用元素的哈夫曼编码替换元素,就可以实现数据长度的压缩。
  8. 解压缩时,根据哈夫曼编码表逆推出原始数据。

我们来看看2,6,8,9,3权值节点构成哈夫曼树的过程。

初始时候各个节点独立,先将其排序(这里使用优先队列),然后选两个最小节点(抛出)生成一个新的节点,再将其加入优先队列中,此次操作完成后优先队列中有5,6,8,9节点

image.png

重复上面操作,这次结束 队列中有11,8,9节点(排序后8,9,11)


image.png

如果队列为空,那么返回节点,并且这个节点为整个哈夫曼树根节点root。

否则继续加入队列进行排序。重复上述操作,直到队列为空。


image.png image.png

哈夫曼编码

image.png

先统计字符出现的次数,然后将这个次数当成权值按照上面介绍的方法构造一棵哈夫曼树,然后树的根不存,往左为0往右为1每个叶子节点得到的二进制数字就是它的编码,这样频率高的字符在上面更短在整个二进制存储中也更节省空间。

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