Android知识体系之Bitmap压缩原理

Android知识体系

基础知识

RGB颜色模型

RGB颜色模型是最常见的颜色模型，设备相关。R、G、B分别代表红、绿和蓝色三种颜色通道，取值均为[0,255]。

RGB 8位色: 表示使用8位(bit)表示颜色，一共能表示2^8 = 128种颜色。

Android Bitmap的图片编码格式

• ALPHA_8
  每个像素占1个字节，存储透明度信息，没有颜色信息。
• RGB_565
  每个像素占2个字节存储颜色信息，R 5位，G 6位，B 5位，能表示2^16种颜色。
• ARGB_8888
  每个像素占4个字节存储颜色信息，A R G B各一个字节，能表示2^24种颜色，还有一个字节存储透明度信息。
• ARGB_4444
  分别用4位来记录4个值，所以每个像素会占用16位。

如果我们以ARGB_8888作为基准来进行对比

• ARGB_4444：内存占用减少一半，但是每个值图片失真度很严重，这个参数本身已经不推荐使用了。
• RGB_565：内存占用减少一半，舍弃了透明度，同时三色值也有部分损失，但是图片失真度很小。
• ALPHA_8：内存占用减少3/4，没有颜色，只有透明度，即黑白。

压缩原理

在Android中进行图片压缩是非常常见的开发场景，主要的压缩方法有两种：
其一是下采样压缩，降低图像尺寸，改变图片的存储体积；
其二是质量压缩，在不改变图片尺寸的情况下，通过损失颜色精度，达到相同目的。

下采样压缩

图片尺寸的修改其实就是通过修改像素数，放大的过程称之为上采样，缩小的过程称之为下采样。
在这里，我们只讨论下采样。下采样压缩是通过减少图片的像素数的来减小Bitmap内存占用。

使用Options.inSampleSize

BitmapFactory.Options options =  new  BitmapFactory.Options();
options.inSampleSize =  2 ;
Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeFile( "/sdcard/test.png" );
Bitmap compress = BitmapFactory.decodeFile( "/sdcard/test.png" , options);

当采样率为inSampleSize = 2时，Bitmap内存宽高各减少一半，内存占用是不缩放情况下的1/4。

这种方式使用的采样算法是邻近采样（Nearest Neighbour Resampling）

x（x 为 2 的倍数）个像素最后对应一个像素。
比如采样率设置为1/2，所以是两个像素生成一个像素。
邻近采样的方式比较粗暴，直接选择其中的一个像素作为生成像素，另一个像素直接抛弃。

举例：一个200*200白黑像素相间的图片，sampleSize=2，原图和采样图的对比如下：

使用createScaledBitmap或Matrix

Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeFile( "/sdcard/test.png" );
Bitmap compress = Bitmap.createScaledBitmap(bitmap, bitmap.getWidth()/ 2 , bitmap.getHeight()/ 2 ,  true );
或者直接使用 matrix 进行缩放，Bitmap.createScaledBitmap源码其实就是使用 matrix
Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeFile( "/sdcard/test.png" );
Matrix matrix =  new  Matrix();
matrix.setScale( 0 .5f,  0 .5f);
bm = Bitmap.createBitmap(bitmap,  0 ,  0 , bit.getWidth(), bit.getHeight(), matrix,  true );

同样是图片宽高各为原来的1/2，这种方式采用双线性采样（Bilinear Resampling）

这个算法不像邻近采样算法直接粗暴的选择一个像素，而是参考了源像素相应位置周围 2x2 个点的值，根据相对位置取对应的权重，经过计算之后得到目标图像，距离越近对目标像素影响越大。

同样使用一个200*200白黑像素相间的图片作采样测试：

小结

不同的采样算法会产生不同效果，除了 Android 中这两种常用的采样算法之外，还有比较常见如：双立方／双三次采样（Bicubic Resampling） 和 Lanczos Resampling等。如果对Android使用的这两种采样算法效果不满意，必要时可以引入其他的算法。

质量压缩

质量压缩的原理损失颜色精度，不减少图片本身的像素，它在保持像素的前提下该变图片的位深以及透明度，来达到压缩图片的目的，压缩后的文件大小会有所改变，但是导入成 bitmap后所占内存是不会变化的，由于要保持像素不变，所以它无法无限压缩，达到一个极限值后就不会继续变小了。

所以这个方法，不适合缩略图，也不适合想通过压缩图片来减少内存的占用。它仅仅适用在想保证图片质量的前提下，同时减少文件大小的情况而已。

ByteArrayOutputStream outputStream =  new  ByteArrayOutputStream();
//quality 为0～100，0表示最小体积，100表示最高质量，对应体积也是最大        
bitmap.compress(Bitmap.CompressFormat.JPEG,  80 , outputStream);

参考

https://blog.csdn.net/TO_BE_RM/article/details/79859540
https://blog.csdn.net/u013620306/article/details/123654927