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java - 如何缩放PNG图像直到达到目标文件大小

问题描述

正如标题所说，我正在尝试调整 PNG 图像的大小以达到目标文件大小（以兆字节为单位）。
我在 SO 和网络上进行了很多搜索，发现了很多代码，但它们都没有考虑到最终文件的大小。
我已经安排了一些代码，但试图优化性能。

例子：

电流：

此方法有效，微调一些参数（如比例因子）我能够完成任务。

我试图了解是否可以通过计算/猜测最终文件大小而不将图像存储在临时文件中来改进所有内容。
有一个byte[]obj 存储在BufferedImageobj 中，我可以使用BufferedImage.getData().getDataBuffer()它来表示图像的内容，但显然由于 PNG 压缩算法，这个数组的大小比文件的最终大小大 2 倍或 3 倍。

我已经尝试了一些公式来计算价值，例如： w * h * bitDepth * 8 / 1024 / 1024但我确信我丢失了很多数据并且账户没有加起来！

目前我主要使用这段代码：

static void resize(BufferedImage image, String outPath, int scalingFactor) throws Exception {
    image = Scalr.resize(image, image.getWidth() - scalingFactor);

    // image.getData().getDataBuffer() - the byteArray containing image

    File tempFile = File.createTempFile("" + System.currentTimeMillis(), ".png");
    ImageIO.write(image, "png", tempFile);

    System.out.println("Calculated size in bytes is: " + tempFile.length() + " - factor: " + scalingFactor);

    // MAX_SIZE defined in bytes
    if (tempFile.length() > MAX_SIZE) {
        // recursion starts here
        resize(image, outPath, chooseFactor(tempFile, 4));
    } else {
        // break the recursive cycle
        ImageIO.write(image, "png", new File(outPath));
    }
}

static int chooseFactor(File image, int scale) {
    // MEGABYTE is 1024*1024
    double mbSize = (double) image.length() / MEGABYTE;
    return (int) ((mbSize / scale) * 100);
}

有一种方法可以从BufferedImage对象开始计算/猜测最终文件大小？

请告诉我我是否已经明确表示或者我可以提供更多信息。
如果您认为该问题的解释性不够，还建议为该问题设置一个更合适的标题。

谢谢。

标签： javabufferedimage

解决方案

沿图像宽度/高度的任何单调函数都可用于执行二分搜索。

这种方法适用于许多可能需要的更改（从 PNG 更改为 JPG、添加压缩、更改优化目标）与直接预测 PNG 的大小（例如取决于您的生产服务器或应用程序使用的客户端上安装的库）。

存储的字节预计是单调的（无论如何我的实现在没有单调函数的情况下是安全的 [但不是最佳的]）。

该函数使用任何函数对低域执行二分搜索（例如，不放大图像）：

static BufferedImage downScaleSearch(BufferedImage source, Function<BufferedImage, Boolean> downScale) {

    int initialSize = Math.max(source.getWidth(), source.getHeight());

    int a = 1;
    int b = initialSize;

    BufferedImage image = source;
    while(true) {
        int c = (a + b) / 2 - 1;

        // fix point
        if(c <= a)
            return image;

        BufferedImage scaled = Scalr.resize(source, c);
        if(downScale.apply(scaled)) {
            b = c;
        } else {
            // the last candidate will be the not greater than limit
            image = scaled;
            a = c;
        }
    }
}

如果我们对最终的PNG文件大小感兴趣，搜索功能将是PNG大小：

static final Path output = Paths.get("/tmp/downscaled.png");

static long persistAndReturnSize(BufferedImage image) {
    if(ImageIO.write(image, "png", output.toFile()))
        return Files.size(output);
    throw new RuntimeException("Cannot write PNG file!");
}

（你可以坚持到内存而不是文件系统）。

现在，我们可以生成大小不超过任何固定值的图像

public static void main(String... args) throws IOException {

    BufferedImage image = ImageIO.read(Paths.get("/home/josejuan/tmp/test.png").toFile());

    for(long sz: asList(10_000, 30_000, 80_000, 150_000)) {
        final long MAX_SIZE = sz;
        BufferedImage bestFit = downScaleSearch(image, i -> persistAndReturnSize(i) >= MAX_SIZE);
        ImageIO.write(bestFit, "png", output.toFile());
        System.out.println("Size: " + sz + " >= " + Files.size(output));
    }

}

带输出

Size: 10000 >= 9794
Size: 30000 >= 29518
Size: 80000 >= 79050
Size: 150000 >= 143277

注意：如果您不使用压缩或者您承认近似值，则可能您可以用估计器persistAndReturnSize替换函数而不保留图像。

注意：我们的搜索空间是size = 1, 2, ...，但您可以使用更多参数（如压缩级别、像素颜色空间、... .org/wiki/Gradient_descent或类似文件）。

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