使用Java进行有损和无损图像压缩

1. 概述

在这个教程中，我们将探讨如何使用Java来压缩图像。我们将首先利用Java内置库进行图像压缩，然后介绍Apache Commons Imaging库作为备选方案。让我们从了解图像压缩的基本概念开始。

2. 图像压缩是什么？

图像压缩允许我们减小图像文件的大小，同时在视觉质量上不产生显著损失。压缩方法主要有两种：有损压缩通过接受较低的图像质量换取更小的文件尺寸，如JPEG和WebP格式；无损压缩则在压缩过程中保留数据和信息，如PNG和GIF格式。

我们将重点讲解使用最广泛的有损压缩格式JPEG进行图像压缩，随后还会介绍如何优化PNG图像（PNG图像优化）。

3. 使用Java Image I/O库压缩图像

首先，我们将使用Java的内置Image I/OAPI来读取和写入图像，它支持多种格式，包括JPEG、PNG、BMP和GIF。以下是使用Java Image I/O进行图像压缩的步骤：

File inputFile = new File("input_image.jpg");

BufferedImage inputImage = ImageIO.read(inputFile);

Iterator<ImageWriter> writers = ImageIO.getImageWritersByFormatName("jpg");
ImageWriter writer = writers.next();

File outputFile = new File("output.jpg");
ImageOutputStream outputStream = ImageIO.createImageOutputStream(outputFile);
writer.setOutput(outputStream);

ImageWriteParam params = writer.getDefaultWriteParam();
params.setCompressionMode(ImageWriteParam.MODE_EXPLICIT);
params.setCompressionQuality(0.5f);

writer.write(null, new IIOImage(inputImage, null, null), params);

outputStream.close();
writer.dispose();

首先，从资源文件读取图像，然后创建一个针对JPEG格式的ImageWriter，设置输出文件。在写入图像前，我们需要创建ImageWriteParam对象来定义压缩模式和质量，这里设定为50%。最后，写入图像、关闭输出流并清理写入器。

例如，将一个示例图像压缩50%，文件大小从790KB减小到656KB，约为原始大小的83%。图片质量的变化并不明显：

4. 使用Thumbnailer库压缩图像

Thumbnails库是一个简单且功能丰富的库，用于调整和压缩图像。首先在pom.xml中添加该库：

<dependency>
    <groupId>net.coobird</groupId>
    <artifactId>thumbnailator</artifactId>
    <version>0.4.19</version>
</dependency>

接下来，使用Thumbnails类进行图像压缩：

File input = new File("input_image.jpg");
File output = new File("output.jpg");

Thumbnails.of(input)
  .scale(1) 
  .outputQuality(0.5)
  .toFile(output);

这里，scale(1)方法保持原始图像尺寸，而outputQuality(0.5)设置输出质量为50%。

5. 使用Pngtastic库压缩PNG图像

PNG优化是专为PNG图像设计的压缩类型。我们将使用Pngtastic库对PNG图像进行优化。首先，在pom.xml中添加最新库依赖：

<dependency>
    <groupId>com.github.depsypher</groupId>
    <artifactId>pngtastic</artifactId>
    <version>1.7</version>
</dependency>

最后，我们可以使用PngOptimizer类压缩PNG文件：

PngImage inputImage = new PngImage(Files.newInputStream(Paths.get(inputPath)));

PngOptimizer optimizer = new PngOptimizer();
PngImage optimized = optimizer.optimize(inputImage);

OutputStream output = Files.newOutputStream(Paths.get(outputPath));
optimized.writeDataOutputStream(output);

使用.optimize()方法让库自动决定最佳压缩方式。由于是无损压缩，很难显著减小文件大小。在这里，我们把大小从500 KB减小到481 KB。

6. 总结

本文介绍了使用Java进行图像压缩的两种方法：内置的Java Image I/O API和Apache Commons Imaging库。此外，我们还演示了如何使用Pngtastic库进行PNG图像的无损压缩。完整的示例代码可以在GitHub上找到：GitHub链接。

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