坦白從寬吧，我就是那個花了兩天兩夜把 1M 圖片優化到 100kb 的家伙——王小二！
自從因為一篇報道登上熱搜后，我差點抑郁，每天要靠 50 片安眠葯才能入睡。
網絡上曝光的那些關於一碼通的消息，有真有假，我這里就不再澄清了。就說說我是怎么把圖片從 1M 優化到 100kb 的故事吧。
是的，由於系統群體規模和訪問規模的特殊性，每一行代碼、每一張圖片、每一個技術文檔都反復核准，優化再優化，精益求精。為確保系統運行得更高效，我們將一張圖片從1MB壓縮到500KB，再從500KB優化到100KB。
這樣的工作在外人看起來，簡單到就好像悄悄給學妹塞一張情書就能讓她做我女朋友一樣簡單。
但殊不知，這其中蘊含着極高的技術含量！
不信，我給你們普及下。
一、圖像壓縮
圖像壓縮是數據壓縮技術在數字圖像上的應用，目的是減少圖像數據中的冗余信息，從而用更加高效的格式存儲和傳輸數據。
圖像壓縮可以是有損數據壓縮，也可以是無損數據壓縮。
怎么樣？
是不是感覺圖像壓縮技術沒有想象中那么簡單了？
更多關於圖像壓縮的資料可參考以下鏈接。
機器之心：https://www.jiqizhixin.com/graph/technologies/08b2b25e-21a0-48e1-9de8-f91d424adfe1
二、Java數字圖像處理
作為這次“20 多萬外包項目”的“主力開發人員”，我這里就給大家介紹下 Java 數字圖像處理技術吧，一開始我就是用它來處理圖片的。
數字圖像處理（Digital Image Processing）是通過計算機對圖像進行去除噪聲、增強、復原、分割、提取特征等處理的方法和技術。
輸入的是圖像信號，然后經過 DIP 進行有效的算法處理后，輸出為數字信號。
為了壓縮圖像，我們需要讀取圖像並將其轉換成 BufferedImage 對象，BufferedImage 是 Image 類的一個子類，描述了一個具有可訪問的圖像數據緩沖區，由 ColorModel 和 Raster 的圖像數據組成。
廢話我就不多說了，直接進入實戰吧！
三、圖像壓縮實戰
剛好我本地有一張之前用過的封面圖，離 1M 只差 236 KB，可以拿來作為測試用。
這其中要用到 ImageIO 類，這是一個靜態類，提供了一系列方法用來讀和寫圖像，同時還可以對圖像進行簡單的編碼和解碼。
比如說通過 ImageIO.read() 可以將圖像讀取到 BufferedImage 對象：
File input = new File("ceshi.jpg");
BufferedImage image = ImageIO.read(input);
比如說通過 ImageIO.getImageWritersByFormatName() 可以返回一個Iterator，其中包含了通過命名格式對圖像進行編碼的 ImageWriter。
Iterator<ImageWriter> writers = ImageIO.getImageWritersByFormatName("jpg");
ImageWriter writer = (ImageWriter) writers.next();
比如說通過 ImageIO.createImageOutputStream() 可以創建一個圖像的輸出流對象，有了該對象后就可以通過 ImageWriter.setOutput() 將其設置為輸出流。
File compressedImageFile = new File("bbcompress.jpg");
OutputStream os =new FileOutputStream(compressedImageFile);
ImageOutputStream ios = ImageIO.createImageOutputStream(os);
writer.setOutput(ios);
緊接着，可以對 ImageWriter 進行一些參數配置，比如說壓縮模式，壓縮質量等等。
ImageWriteParam param = writer.getDefaultWriteParam();
param.setCompressionMode(ImageWriteParam.MODE_EXPLICIT);
param.setCompressionQuality(0.01f);
壓縮模式一共有四種，MODE_EXPLICIT 是其中一種，表示 ImageWriter 可以根據后續的 set 的附加信息進行平鋪和壓縮，比如說接下來的 setCompressionQuality() 方法。
setCompressionQuality() 方法的參數是一個 0-1 之間的數，0.0 表示盡最大程度壓縮，1.0 表示保證圖像質量很重要。對於有損壓縮方案，壓縮質量應該控制文件大小和圖像質量之間的權衡（例如，通過在寫入 JPEG 圖像時選擇量化表）。 對於無損方案，壓縮質量可用於控制文件大小和執行壓縮所需的時間之間的權衡（例如，通過優化行過濾器並在寫入 PNG 圖像時設置 ZLIB 壓縮級別）。
整體代碼如下所示：
public class Demo {
public static void main(String[] args) {
try {
File input = new File("ceshi.jpg");
BufferedImage image = ImageIO.read(input);
Iterator<ImageWriter> writers = ImageIO.getImageWritersByFormatName("jpg");
ImageWriter writer = (ImageWriter) writers.next();
File compressedImageFile = new File("bbcompress.jpg");
OutputStream os = new FileOutputStream(compressedImageFile);
ImageOutputStream ios = ImageIO.createImageOutputStream(os);
writer.setOutput(ios);
ImageWriteParam param = writer.getDefaultWriteParam();
param.setCompressionMode(ImageWriteParam.MODE_EXPLICIT);
param.setCompressionQuality(0.01f);
writer.write(null, new IIOImage(image, null, null), param);
os.close();
ios.close();
writer.dispose();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
執行壓縮后，可以看到圖片的大小壓縮到了 19 KB：
可以看得出，質量因子為 0.01f 的時候圖片已經有些失真了，可以適當提高質量因子比如說 0.5f，再來看一下。
圖片質量明顯提高了，但大小依然只有 64 KB，壓縮效果還是值得信賴的。
四、其他開源庫
接下來，推薦一些可以輕松集成到項目中的圖像處理庫吧，它們全都是免費的。
1）ImageJ，用 Java 編寫的，可以編輯、分析、處理、保存和打印圖像。
2）Apache Commons Imaging，一個讀取和寫入各種圖像格式的庫，包括快速解析圖像信息（如大小，顏色，空間，ICC配置文件等）和元數據。
3）ImageMagick，可以讀取和寫入超過100種格式的圖像，包括DPX、EXR、GIF、JPEG、JPEG-2000、PDF、PNG、Postscript、SVG和TIFF。還可以調整大小、翻轉、鏡像、旋轉、扭曲、剪切和變換圖像，調整圖像顏色，應用各種特殊效果，包括繪制文本、線條、多邊形、橢圓和貝塞爾曲線。
4）OpenCV，由BSD許可證發布，可以免費學習和商業使用，提供了包括 C/C++、Python 和 Java 等主流編程語言在內的接口。OpenCV 專為計算效率而設計，強調實時應用，可以充分發揮多核處理器的優勢。
這里就以 OpenCV 為例，來演示一下圖像壓縮。當然了，OpenCV 用來壓縮圖像屬於典型的大材小用。
第一步，添加 OpenCV 依賴到我們的項目當中，以 Maven 為例。
<dependency>
<groupId>org.openpnp</groupId>
<artifactId>opencv</artifactId>
<version>4.5.1-2</version>
</dependency>
第二步，要想使用 OpenCV，需要先初始化。
OpenCV.loadShared();
第三步，使用 OpenCV 讀取圖片。
Mat src = Imgcodecs.imread(imagePath);
第四步，使用 OpenCV 壓縮圖片。
MatOfInt dstImage = new MatOfInt(Imgcodecs.IMWRITE_JPEG_QUALITY, 1);
Imgcodecs.imwrite("resized_image.jpg", sourceImage, dstImage);
MatOfInt 的構造參數是一個可變參數，第一個參數 IMWRITE_JPEG_QUALITY 表示對圖片的質量進行改變，第二個是質量因子，1-100，值越大表示質量越高。
執行代碼后得到的圖片如下所示：
借這個機會，來對比下 OpenCV 和 JDK 原生 API 在壓縮圖像時所使用的時間。
這是我本機的配置情況，早年買的頂配 iMac，也是我的主力機。一開始只有 16 G 內存，后來加了一個 16 G 內存條，不過最近半年電腦突然死機重啟的頻率明顯提高了，不知道是不是 Big Sur 這個操作系統的問題還是電腦硬件老了。
結果如下所示：
opencvCompress壓縮完成，所花時間：1070
jdkCompress壓縮完成，所花時間：322
壓縮后的圖片大小差不多，都是 19 KB，並且質量因子都是最低值。
四、一點點心聲
經過上面的技術分析后，相信你們都明白了，把1M圖片優化到100kb實在是一件“不太容易”的事情。。。。
100KB 很小了吧？只有原來的 1/10。
要知道，我可是連續加班了兩天兩夜，不眠不休。
累到最后，我趴在電腦上都睡着了。
沒想到哈喇子直接給電腦整短路了，我這才算是從夢里面嚇醒來了！
😔，生活不易，且行且珍惜吧~
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沒有什么使我停留——除了目的，縱然岸旁有玫瑰、有綠蔭、有寧靜的港灣，我是不系之舟。