Android JPEG 压缩那些事，深入解析 Android-AutoLayout
| 图片 | 质量（[1,100]） | 大小（bytes） | 压缩比例 |
| --- | --- | --- | --- |
|
| 最高质量（100） | 81447 | 2.7:1 |
|
| 高质量（50） | 14679 | 15:1 |
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| 中等质量（25） | 9407 | 23:1 |
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| 低质量（10） | 4787 | 46:1 |
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| 最低质量（1） | 1523 | 144:1 |
JEPG 编码实现
广泛使用的 C 库，用于读取和写入 JPEG 图像文件。
高性能的 JEPG 图像解编码器，使用 SIMD 指令来加速在 x86、x86-64、Arm 和 PowerPC 系统上的 JEPG 文件压缩和解压缩，以及在 x86、x86-64 系统上的渐进式压缩。
在 x86 和 x86-64 系统上，libjpeg-turbo 的速度是 libjpeg 的 2-6 倍，在其他系统上，也能大大优于 libjpeg。
Android 上展示一张图像，都需要将图像解码成 Bitmap 对象，Bitmap 表示图像像素的集合，像素占用的内存大小取决 Bitmap 配置，目前 Android 支持的配置有如下：
ALPHA_8
只存储透明度通道
ARGB_4444
每个像素使用 2 字节存储
ARGB_8888
每个像素使用 4 字节存储（默认）
HARDWARE
特殊配置，Bitmap 数据存储在专门的图形内存（Native）
RGBA_F16
每个像素使用 8 字节存储
RGB_565
每个像素使用 2 字节存储，只有 RGB 通道。
源码解析
通常我们可以调用 BitmapFactory.decodeStream 方法从图像流中解码，Java 层只是个简单的入口，相关实现都在 Native 层的 BitmapFactory.doDecode 方法中。
// frameworks/base/libs/hwui/jni/BitmapFactory.cpp
static jobject doDecode(JNIEnv* env, std::unique_ptr<SkStreamRewindable> stream,jobject padding, jobject options, jlong inBitmapHandle,jlong colorSpaceHandle) {
// ...
}
一. 初始化相关参数
sampleSize
采样率
onlyDecodeSize
是否只解码尺寸
prefCodeType
优先使用的颜色类型
isHardware
是否存储在专门的图像内存
isMutable
是否可变
scale
缩放系数
requireUnpremultiplied
颜色通道是否不需要"预乘"透明通道
javaBitmap
可复用的 Bitmap
二. 创建解码器
根据解码的图像格式，创建不同的解码器 SkCodec。
| 图像格式 | SkCodec |
| --- | --- |
| JPEG | SkJpegCodec |
| WebP | SkWebpCodec |
| Gif | SkGifCodec |
| PNG | SkPngCodec |
SkCodec 负责核心实现，SkAndroidCodec 则是 SkCodec 的包装类，用于提供一些 Android 特有的 API。同样的，SkAndroidCodec 也是根据图像格式，创建不同的 SkAndroidCodec。
| 图像格式 | SkAndroidCodec |
| --- | --- |
| JPEG，PNG，Gif | SkSampledCodec |
| WebP | SkAndroidCodecadapter |
三. 创建内存分配器
根据是否存在可复用的 Bitmap，和是否需要缩放，使用不同的内存分配器 Allocator。
四. 分配像素内存
调用 SkBitmap.tryAllocPixels 方法尝试分配所需的像素内存，存在以下情况，可能会导致分配失败。
Java Heap OOM
Native Heap OOM
使用的可复用 Bitmap 太小
五. 执行解码
调用 SkAndroidCodec.getAndroidPixels 方法开始执行编码操作。
SkCodec::Result SkAndroidCodec::getAndroidPixels(const SkImageInfo& requestInfo,
void* requestPixels, size_t requestRowBytes, const AndroidOptions* options) {
// ...
return this->onGetAndroidPixels(requestInfo,requestPixels,requestRowBytes,*options);
}
SkAndroid.onGetAndroidPixels 方法有两个实现，分别是 SkSampledCodec 和 SkAndroidCodecadapter。
这里我们以 JPEG 图像解码为例，从上文可知，它使用的是 SkSampledCodec 和 SkJpegCodec，SkJpegCodec 是核心实现。
Android 除了支持使用 BitmapFactory 进行完整的解码，也支持使用 BitmapRegionDecoder 进行局部解码，这个在处理特大的图像时特别有用。
Android 在图像压缩上一直有个令人诟病的问题，同等大小的图像文件，iOS 显示上总是更加细腻，也就是压缩效果更好，关于这个问题更详细的讨论，可以看这篇文章：github.com/bither/bith…
总的来说，就是 Android 底层使用的自家维护的一个开源 2D 渲染引擎 Skia，Skia 在 JPEG 图像文件的解编码上依赖的是 libjpeg 库，libjpeg 压缩参数叫：optimize_coding，这个参数为 TRUE，可以带来更好的压缩效果，同时也会消耗更多的 时间。
在 7.0 以下，Google 为了兼容性能较差的设备，而将这个值设置为 FALSE，7.0 及其以上，已经设置为 TRUE。
关于 optimize_coding 为 FALSE，更多的讨论可以看 groups.google.com/g/skia-disc…
7.0 以下：androidxref.com/6.0.1_r10/x…
7.0 及其以上：androidxref.com/7.0.0_r1/xr…
所以，现在比较主流的做法是，在 7.0 以下版本，可以基于 libjpeg-turbo 实现 JPEG 图像文件的压缩。
源码解析
可以通过调用 Bitmap.compress 方法来进行图像压缩，可选配置有：
format
压缩图像格式，有 JPEG、PNG、WEBP。
quality
压缩质量，可选值有 0-100。
同样的，Java 层只是提供 API 入口，实现还是在 Native 层的 Bitmap.Bitmap_comperss() 方法。
// framework/base/libs/hwui/jni/Bitmap.cpp
static jboolean Bitmap_compress(JNIEnv* env, jobject clazz, jlong bitmapHandle,jint format, jint quality,jobject jstream, jbyteArray jstorage) {
}
一. 创建编码器
根据图像格式创建不同的编码器。
| 图像格式 | 编码器 |
| --- | --- |
| JPEG | SkJpegEncoder |
| PNG | SkPngEnccoder |
| WebP | SkWebpEncoder |
二. 设置编码参数
Android JPEG 解码是依赖于 libjpeg 和 libjpeg-turbo。
在开始压缩编码之前，会先设置一系列参数。
图像尺寸
颜色类型
常用的颜色类型有：
JCS_EXT_BGRA, /* blue/green/red/alpha */
JCS_EXT_
BGRA, /* blue/green/red/alpha */
下采样率
目前 Android 支持 “4:2:0”（默认），“4:2:2” 和 “4:4:4”。
最佳霍夫曼编码表
默认为 true，表示使用最佳霍夫曼编码表，虽然会降低压缩性能，但提高了压缩效率。
// Tells libjpeg-turbo to compute optimal Huffman coding tables
// for the image. This improves compression at the cost of
// slower encode performance.
fCInfo.optimize_coding = TRUE;
质量
这个参数会影响 JPEG 编码中 “量化” 这个步骤
三. 执行编码
// external/skia/src/imagess/SkImageEncoder.cpp
bool SkEncoder::encodeRows(int numRows) {
// ...
this->onEncodeRows(numRows);
}
JPEG 图像编码由 SkJpegEncoder 实现。
// txternal/skia/src/images/SkJpegEncoder.cpp
bool SkJpegEncoder::onEncodeRows(int numRows) {
// ...
for (int i = 0; i < numRows; i++) {
// 执行 libjpeg-turbo 编码操作
jpeg_write_scanlines(fEncoderMgr->cinfo(), &jpegSrcRow, 1);
}
}
当调整图像的尺寸时，就需要对原始图像像素数据进行重新处理，这称为图像的采样处理。
目前 Android 默认支持 Nearest neighbor（邻近采样） 和 Bilinear（双线性采样） 这两种采样算法。
Nearest neighbor（邻近采样）
重新采样的栅格中每个像素获取与原始栅格中的最近像素相同的值，这个处理时间是最快的，但也会导致图像产生锯齿。
Bilinear（双线性采样）
重新采样的栅格中的每个像素都是原始栅格中 2x2 4 个最近像素的加权平均值的结果。
还未添加个人签名 2021.10.31 加入
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