PNG图像的压缩算法

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1、PNG图像格式的压缩算法便携式网络图形（PortableNetworkGraphics）简称为PNG，它是一种无损压缩的位图图形格式，其含有以下几种特性：1、支持256色调色板技术以产生小体积文件2、支持最高48位真彩色图像以及16位灰度图像3、支持阿尔法通道（AlphaChannel，表示图片的透明度和半透明度）的透明/半透明性4、支持图像亮度的伽马校正（Gamma校准，用来针对影片或是影像系统里对于光线的辉度(luminance)或是三色刺激值(tristimulusvalues)所进行非线性的运算或反运算）信息5、使用了无损压缩的算法6、使用了循环冗余校验（CRC，用来

2、检测或校验数据传输或者保存后可能出现的错误）防止文件出错一、PNG格式的文件结构PNG定义了两种类型的数据块：一种是PNG文件必须包含、读写软件也都必须要支持的关键块（criticalchunk）；另一种叫做辅助块（ancillarychunks），PNG允许软件忽略它不认识的附加块。这种基于数据块的设计，允许PNG格式在扩展时仍能保持与旧版本兼容。关键数据块中有4个标准数据块：1、文件头数据块IHDR(headerchunk)：包含有图像基本信息，作为第一个数据块出现并只出现一次。2、调色板数据块PLTE(palettechunk)：必须放在图像数据块之前。3、图像数据块I

3、DAT(imagedatachunk)：存储实际图像数据。PNG数据允许包含多个连续的图像数据块。4、图像结束数据IEND(imagetrailerchunk)：放在文件尾部，表示PNG数据流结束二、PNG格式文件的压缩算法PNG格式文件采用的是从LZ77派生的一个称为DEFLATE的非专利无失真式压缩算法，这个算法对图像里的直线进行预测然后存储颜色差值，这使得PNG经常能获得比原始图像更大的压缩率。PNG算法的压缩过程一般有以下几个步骤：1、图像信息由数据过滤器（deltafiltering）进行处理，deltafiltering是一个无损的数据过滤算法，它不会改变图像信息

4、的大小，但是会让图像信息具有更高的可压缩性。2、被处理过的数据将会用Ziv-Lempel（LZ77）算法进行处理，处理后的数据被Huffman算法压缩，得到最后的PNG格式的图像数据，过程可用下图表示。（1）LZ77压缩算法原理为了更好地说明LZ77算法的原理，首先介绍算法中用到的几个术语：1.输入数据流(inputstream)：要被压缩的字符序列。2.字符(character)：输入数据流中的基本单元。3.编码位置(codingposition)：输入数据流中当前要编码的字符位置，指前向缓冲存储器中的开始字符。4.前向缓冲存储器(Lookaheadbuffer)：存放从编

5、码位置到输入数据流结束的字符序列的存储器。5.窗口(window)：指包含W个字符的窗口，字符是从编码位置开始向后数也就是最后处理的字符数。6.指针(pointer)：指向窗口中的匹配串且含长度的指针。LZ77编码算法的核心是查找从前向缓冲存储器开始的最长的匹配串。编码算法的具体执行步骤如下：1.把编码位置设置到输入数据流的开始位置。2.查找窗口中最长的匹配串。3.以“(Pointer,Length)Characters”的格式输出，其中Pointer是指向窗口中匹配串的指针，Length表示匹配字符的长度，Characters是前向缓冲存储器中的不匹配的第1个字符。4.如果

6、前向缓冲存储器不是空的，则把编码位置和窗口向前移(Length+1)个字符，然后返回到步骤2（2）使用LZ77算法进行压缩如果当前处理开始字节的串在窗口中有匹配串，就先输出一个标志位，表明下面是一个（之间的距离，匹配长度）对，然后输出（之间的距离，匹配长度）对，再从刚才处理完的串之后的下一个字节继续处理。如果当前处理字节开始的串在窗口中没有匹配串，就先输出一个标志位，表明下面是一个没有改动的字节，然后不做改动的输出当前处理字节，再继续处理下一个字节。伪代码如下：·压缩一段字节流，src-源数据区，srclen-源数据区字节长度，dest-压缩数据区，返回值>0压缩数据长度，返

7、回值=0数据无法压缩，返回值<0压缩中异常错误intCCompressLZ77::Compress(BYTE*src,intsrclen,BYTE*dest){CurByte<-0CurBit<-0pWnd<-src;_InitSortTable()·初始化索引表，释放上次压缩用的空间fori<-0tosrclendoifCurByte>=srclenreturn0;doif_SeekPhase(src,srclen,i,&off,&len)·_SeekPhase(BYTE*src,intsrclen,