PNG圖片壓縮原理是什么

這篇文章主要介紹“PNG圖片壓縮原理是什么”，在日常操作中，相信很多人在PNG圖片壓縮原理是什么問題上存在疑惑，小編查閱了各式資料，整理出簡單好用的操作方法，希望對大家解答”PNG圖片壓縮原理是什么”的疑惑有所幫助！接下來，請跟著小編一起來學習吧！

什么是PNG

PNG的全稱叫便攜式網(wǎng)絡(luò)圖型（Portable Network Graphics）是目前流行的網(wǎng)絡(luò)傳輸和展示的圖片格式，原因有如下幾點：

•  無損壓縮：PNG圖片采取了基于LZ77派生算法對文件進行壓縮，使得它壓縮比率更高，生成的文件體積更小，并且不損失數(shù)據(jù)。

•  體積?。核锰厥獾木幋a方法標記重復(fù)出現(xiàn)的數(shù)據(jù)，使得同樣格式的圖片，PNG圖片文件的體積更小。網(wǎng)絡(luò)通訊中因受帶寬制約，在保證圖片清晰、逼真的前提下，優(yōu)先選擇PNG格式的圖片。

•  支持透明效果：PNG支持對原圖像定義256個透明層次，使得圖像的邊緣能與任何背景平滑融合，這種功能是GIF和JPEG沒有的。

PNG類型

PNG圖片主要有三個類型，分別為 PNG 8/ PNG 24 / PNG 32。

•  PNG 8：PNG 8中的8，其實指的是8bits，相當于用2^8（2的8次方）大小來存儲一張圖片的顏色種類，2^8等于256，也就是說PNG 8能存儲256種顏色，一張圖片如果顏色種類很少，將它設(shè)置成PNG 8得圖片類型是非常適合的。

•  PNG 24：PNG 24中的24，相當于3乘以8 等于 24，就是用三個8bits分別去表示 R（紅）、G（綠）、B（藍）。R(0~255),G(0~255),B(0~255)，可以表達256乘以256乘以256=16777216種顏色的圖片，這樣PNG 24就能比PNG 8表示色彩更豐富的圖片。但是所占用的空間相對就更大了。

•  PNG 32：PNG 32中的32，相當于PNG 24 加上 8bits的透明顏色通道，就相當于R（紅）、G（綠）、B（藍）、A（透明）。R(0~255),G(0~255),B(0~255),A(0~255)。比PNG 24多了一個A（透明），也就是說PNG 32能表示跟PNG 24一樣多的色彩，并且還支持256種透明的顏色，能表示更加豐富的圖片顏色類型。

怎么說呢，總的來說，PNG 8/ PNG 24 / PNG 32就相當于我們屌絲心中，把女神分為三類：

•  一類女神 = PNG 8：屌絲舔狗們見到這一類女神，頓時會覺得心情愉悅、笑逐顏開，屌絲發(fā)黑的印堂逐漸舒展，確認過眼神，是心動的感覺。

•  二類女神 = PNG 24：第二類女神開始厲害了，會給屌絲們一種菊花一緊、振聾發(fā)聵的心弦震撼，接觸多了第二類女神能讓屌絲每天精神抖擻，延年益壽。

•  三類女神 = PNG 32：在第三類女神面前，所有的語言都顯得蒼白無力。超凡脫俗、天神下凡都不足以描摹她美色的二分之一。我曾經(jīng)只有在夢里才見到過。

哎。。。我的初戀，看著她現(xiàn)在的照片，應(yīng)該是觸及PNG 24這一等級了。

PNG圖片數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

PNG圖片的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)其實跟http請求的結(jié)構(gòu)很像，都是一個數(shù)據(jù)頭，后面跟著很多的數(shù)據(jù)塊，如下圖所示：

如果你用vim的查看編碼模式打開一張png圖片，會是下面這個樣子：

看到這一坨坨十六進制編碼是不是感覺和女神的心思一樣晦澀難懂？

老弟 莫慌，講實話，如果撩妹紙有那一坨坨亂碼那么簡單，哥哥我早就妻妾成群啦。

接下來我就一一講解這一堆十六進制編碼的含義。

8950 4e47 0d0a 1a0a：這個是PNG圖片的頭，所有的PNG圖片的頭都是這一串編碼，圖片軟件通過這串編碼判定這個文件是不是PNG格式的圖片。

0000 000d：是iHDR數(shù)據(jù)塊的長度，為13。

4948 4452：是數(shù)據(jù)塊的type,為IHDR，之后緊跟著是data。

0000 02bc：是圖片的寬度。

0000 03a5：是高度。

以此類推，每一段十六進制編碼就代表著一個特定的含義。下面其他的就不一一分析了，太多了，小伙伴們自己去查吧。

什么樣的PNG圖片更適合壓縮

常規(guī)的png圖片，顏色越單一，顏色值越少，壓縮率就越大，比如下面這張圖：

它僅僅由紅色和綠色構(gòu)成，如果用0代表紅色，用1代表綠色，那用數(shù)字表示這張圖就是下面這個樣子：

00000000000000000

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我們可以看到，這張圖片是用了大量重復(fù)的數(shù)字，我們可以將重復(fù)的數(shù)字去掉，直接用數(shù)組形式的[0, 1]就可以直接表示出這張圖片了，僅僅用兩個數(shù)字，就能表示出一張很大的圖片，這樣就極大的壓縮了一張png圖片。

所以！顏色越單一，顏色值越少，顏色差異越小的png圖片，壓縮率就越大，體積就越小。

PNG的壓縮

PNG圖片的壓縮，分兩個階段：

•  預(yù)解析（Prediction）：這個階段就是對png圖片進行一個預(yù)處理，處理后讓它更方便后續(xù)的壓縮。說白了，就是一個女神，在化妝前，會先打底，先涂乳液和精華，方便后續(xù)上妝、美白、眼影、打光等等。

•  壓縮（Compression）：執(zhí)行Deflate壓縮，該算法結(jié)合了 LZ77 算法和 Huffman 算法對圖片進行編碼。

預(yù)解析（Prediction）

png圖片用差分編碼（Delta encoding）對圖片進行預(yù)處理，處理每一個的像素點中每條通道的值，差分編碼主要有幾種：

•  不過濾

•  X-A

•  X-B

•  X-(A+B)/2(又稱平均值)

•  Paeth推斷（這種比較復(fù)雜）

假設(shè)，一張png圖片如下:

這張圖片是一個紅色逐漸增強的漸變色圖，它的紅色從左到右逐漸加強，映射成數(shù)組的值為[1,2,3,4,5,6,7,8]，使用X-A的差分編碼的話，那就是:

[2-1=1, 3-2=1, 4-3=1, 5-4=1, 6-5=1, 7-6=1, 8-7=1]

得到的結(jié)果為

[1,1,1,1,1,1,1]

[1,1,1,1,1,1,1]這個結(jié)果出現(xiàn)了大量的重復(fù)數(shù)字，這樣就非常適合進行壓縮。

這就是為什么漸變色圖片、顏色值變化不大并且顏色單一的圖片更容易壓縮的原理。

差分編碼的目的，就是盡可能的將png圖片數(shù)據(jù)值轉(zhuǎn)換成一組重復(fù)的、低的值，這樣的值更容易被壓縮。

此外，還要注意的是，差分編碼處理的是每一個的像素點中每條顏色通道的值，R（紅）、G（綠）、B（藍）、A（透明）四個顏色通道的值分別進行處理。

壓縮（Compression）

壓縮階段會將預(yù)處理階段得到的結(jié)果進行Deflate壓縮，它由 Huffman 編碼 和 LZ77壓縮構(gòu)成。

如前面所說，Deflate壓縮會標記圖片所有的重復(fù)數(shù)據(jù)，并記錄數(shù)據(jù)特征和結(jié)構(gòu)，會得到一個壓縮比大的png圖片 編碼數(shù)據(jù)。

Deflate是一種壓縮數(shù)據(jù)流的算法. 任何需要流式壓縮的地方都可以用。

還有就是我們前面說過，一個png圖片，是由很多的數(shù)據(jù)塊構(gòu)成的，但是數(shù)據(jù)塊里面的一些信息其實是沒有用的，比如用Photoshop保存了一張png圖片，圖片里就會有一個區(qū)塊記錄“這張圖片是由photshop創(chuàng)建的”，很多類似這些信息都是無用的，如果用photoshop的“導(dǎo)出web格式”就能去掉這些無用信息。導(dǎo)出web格式前后對比效果如下圖所示：

可以看到，導(dǎo)出web格式，去除了很多無用信息后，圖片明顯小了很多。

到此，關(guān)于“PNG圖片壓縮原理是什么”的學習就結(jié)束了，希望能夠解決大家的疑惑。理論與實踐的搭配能更好的幫助大家學習，快去試試吧！若想繼續(xù)學習更多相關(guān)知識，請繼續(xù)關(guān)注億速云網(wǎng)站，小編會繼續(xù)努力為大家?guī)砀鄬嵱玫奈恼拢?/p>