浅谈Thumbnails压缩gif图片质量的实现方式

Thumbnails是一个比较大众的图片处理工具，类似的工具还有hutool，可以对图片进行裁剪、缩放、旋转、格式转换、水印等。然而它只提供单张图片的压缩，对于gif的压缩，却是需要我们自己去处理。
下面是一段压缩图片质量的代码：

public static BufferedImage compressPic(BufferedImage frame,float scale) throws Exception{return Thumbnails.of(frame).outputFormat("jpg").scale(scale).outputQuality(scale).asBufferedImage();
}

其中scale是对图片进行缩放的比例，传入一个0到1之间的浮点数，大于1表示放大，outputQuality代表输出图片的质量，值在0到1之间，但是我在实际压缩图片的使用中，outputQuality这个参数并不生效，图片最终的质量只受到scale影响，不清楚是何原因，可能是因为这个outputQuality取值和图片字节大小有联系。

官方提供了一个根据文件大小动态调整压缩率的计算方式，如下：

    /*** 自动调节精度(经验数值)** @param size 源图片大小* @return 图片压缩质量比*/private static double getAccuracy(long size) {double accuracy;if (size < 900) {accuracy = 0.85;} else if (size < 2047) {accuracy = 0.6;} else if (size < 3275) {accuracy = 0.44;} else {accuracy = 0.4;}return accuracy;}

通过动态调整压缩比例，重复几次压缩，可以实现将单张图片压缩到指定大小一下，代码如下：

    /*** 根据指定大小压缩图片** @param imageBytes  源图片字节数组* @param desFileSize 指定图片大小，单位kb* @return 压缩质量后的图片字节数组*/public static byte[] compressPicForScale(byte[] imageBytes, long desFileSize,String prefix) throws Exception{long d = desFileSize * 1024;if (imageBytes == null || imageBytes.length <= 0 || imageBytes.length <= d) {return imageBytes;}long srcSize = imageBytes.length;double accuracy = getAccuracy(srcSize / 1024);while (imageBytes.length > d) {ByteArrayInputStream inputStream = new ByteArrayInputStream(imageBytes);ByteArrayOutputStream outputStream = new ByteArrayOutputStream(imageBytes.length);BufferedImage read = ImageIO.read(inputStream);Thumbnails.of(read).scale(accuracy).outputQuality(accuracy).outputFormat(prefix).toOutputStream(outputStream);imageBytes = outputStream.toByteArray();}return imageBytes;}

这种方式在压缩单张图片时没有问题，然而压缩gif时并不适用，因为gif是由多张图片组成的，每一张都是GIF的一个帧，每帧之间有一个间隔播放时间，类似于视频，所以我们要压缩gif，有两个方向去实现：

1.压缩每张图片的质量

我们可以读取到gif的每一帧，然后对每一帧都进行压缩，最后再将压缩后的帧按顺序拼接起来，组成新的gif，原则上新的gif占用的空间会减少。

然而存在一个问题，我们使用上面的代码去压缩时，由于每一帧图片大小不一致，压缩的比例也不一样，无法事先确定图片宽高，导致压缩出来的每帧的宽高都不一致，这样就导致gif没法看了。

因此我们不能将图片帧按大小压缩，而是应该直接进行缩放比例，这样也能压缩质量，保证每张图片宽高一致。

2.减少帧的数量

一般比较大的图片，都是帧数非常多，通过减少帧数也能显著降低图片大小，可以对帧数进行一个采样，只选出固定数量的帧数进行压缩，然后拼接成新的gif，这样的方式其实我们在日常生活中有时也能看到，gif变成了一帧一帧不连续的动图。

采样的方式有很多种，顺序采样，或者均匀采样，随机采样等等。

对于缩放比例，我们可以根据图片宽高进行动态计算：

    public static float getScare(int width,int height){int n = Math.max(width,height);float rate;//大于450像素if(n >= 450){//缩放到450*0.2=90像素rate = 0.2f;}else if(n >= 400){rate = 0.26f;}else if(n >= 300){rate = 0.3f;}else if(n >= 200){rate = 0.4f;}else if(n >= 100){rate = 0.6f;}else if(n >= 80){rate = 0.7f;}else{rate = 0.8f;}return rate;}

gif生成使用到了如下依赖：

        <dependency><groupId>com.madgag</groupId><artifactId>animated-gif-lib</artifactId><version>1.4</version></dependency>

具体压缩gif代码如下：

    public static byte[] compressGif(byte[] data) throws Exception{ByteArrayInputStream stream = new ByteArrayInputStream(data);ByteArrayOutputStream out = new ByteArrayOutputStream();GifDecoder decoder = new GifDecoder();decoder.read(stream);int cnt = decoder.getFrameCount();//如果只有一帧，直接压缩到20kbif(cnt == 1){return compressPicForScale(data, 20, "jpg");}int width = decoder.getImage().getWidth();int height = decoder.getImage().getHeight();float scale = getScare(width,height);width = (int) (width*scale);height = (int) (height*scale);AnimatedGifEncoder e = new AnimatedGifEncoder();// 设置生成图片大小e.setSize(width, height);//保存到数组e.start(out);//重复次数 0表示无限重复 默认不重复e.setRepeat(0);//进行采样BufferedImage[] fs = getFrames(decoder);for (BufferedImage f : fs) {if (fs.length > 1) {//设置延迟int delay;if (fs.length == 5) {delay = 200;} else if (fs.length == 4) {delay = 400;} else {delay = 1000;}e.setDelay(delay);}BufferedImage image = compressPic(f, scale);e.addFrame(image);}e.finish();return out.toByteArray();}

采样代码：

    private static BufferedImage[] getFrames(GifDecoder decoder){int cnt = decoder.getFrameCount();//我这里只采了5帧int max = 5;if(cnt<= max){BufferedImage[] r = new BufferedImage[cnt];for (int i = 0; i < cnt; i++) {r[i] = decoder.getFrame(i);}return r;}else if(cnt < max*2){BufferedImage[] r = new BufferedImage[max];for (int i = 0; i < max; i++) {r[i] = decoder.getFrame(i);}return r;}else{BufferedImage[] r = new BufferedImage[max];int sec = cnt/max;int n = 0;for (int i = 0; i < cnt && n< max; i+=sec) {r[n] = decoder.getFrame(i);n++;}return r;}}

调用方式：

    public static void main(String[] args) throws Exception{byte[] d = FileUtils.readFileToByteArray(new File("D:\\zhou\\111.gif"));byte[] compress = compress(d,"111.gif");if(compress.length < d){//压缩后体积是减小的，才保存FileUtils.writeByteArrayToFile(new File("D:\\zhou\\222.gif"),compress);}}