前言: 移动端应用, 需要省电省流量(带宽), 大资源包对用户体验是有伤害的. 因此移动端开发需要精简资源(音频/图片), 但又要保证音频/图片质量. 本文着重讲述如何优化处理资源(音频/图片), 如何在高压缩比和高质量(音质/画质)之间进行折中和权衡. 本文涉及两大块, 一块为语音处理, 另一块为图像处理.
注: 本文主要面向移动端开发者, 利用编程去优化处理. 掺杂了小编(mumuxinfei)的不成熟观点和看法, 希望能抛砖引玉.
*) 样例阐释:1. 构造应用场景把常规Wav格式的音频文件, 转化为更小的Mp3格式音频文件. 样例代码借助JAVE(Java Audio Video Encoder)来实现. 请点击: JAVE官网.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 File source = new File( "data/source.wav" ); File target = new File( "data/target.mp3" ); // *) 设置音频属性 AudioAttributes audio = new AudioAttributes(); audio.setCodec( "libmp3lame" ); audio.setBitRate( new Integer( 128000 )); audio.setChannels( new Integer( 2 )); audio.setSamplingRate( new Integer( 44100 )); // *) 解码器设置 EncodingAttributes attrs = new EncodingAttributes(); attrs.setFormat( "mp3" ); attrs.setAudioAttributes(audio); Encoder encoder = new Encoder(); encoder.encode(source, target, attrs);2. 效果展示Wav格式转化为Mp3格式后, 实际大小对比如下所示:Wav格式文件: 100044byte, Mp3格式文件: 18839byte经过小编的亲身体验(试听), 立场坚定的表示音质无明显差别, 但文件压缩比却有明显的提升.3. 疑惑和不解虽然大获成功, 但是小编还是有些不解, 疑问一坨坨. -_-!!!#) 音频文件中的比特率(bitrate), 声道(channel), 采样率(samplingrate)具体是什么?#) 在文件压缩和音质中, 那个要素扮演更重要的角色? 是他, 是她, 还是它? 唉, 我的妈呀, 小编我傻傻分不清了.小编手溅, 于是修改下代码, 取取不同的比特率/采样率值, 看看是否有惊喜会出现?
1 2 3 4 5 6 7 8 // *) 设置音频属性 AudioAttributes audio = new AudioAttributes(); audio.setCodec( "libmp3lame" ); //audio.setBitRate(new Integer(128000)); audio.setBitRate( new Integer( 250000 )); audio.setChannels( new Integer( 2 )); //audio.setSamplingRate(new Integer(44100)); audio.setSamplingRate( new Integer( 40000 ));我乐个大擦, "惊喜"出现了, -_-!!!!!!! 居然罢工, 还抛异常, 抛,抛,抛,抛你妹啊.....
1 Exception in thread "main" it.sauronsoftware.jave.EncoderException: Error while opening codec for output stream # 0.0 - maybe incorrect parameters such as bit_rate, rate, width or height小编不由得困惑了, 莫非比特率和采样率有某种神秘的关系? 你看, 他两结尾都带个了'率'字, 而且读起来又都那么朗朗上口? 搞基不(MD, 不小心说出了心里话)? 算了, 其实小编内心还是小小期待下, oh yeah. And 疑惑继续....#) 比特率和采样率的取值是否有一定的限制?#) 比特率和采样率究竟存在怎么样关系呢?
*) 基础知识真是好奇心害死猫, 小编带着这些疑团去知(姿)识(势)渊(丰)博(富)的百度君.
小编: 百度君,你好,你能给我们介绍下音频文件中的比特率(bitrate), 声道(channel), 采样率(samplingrate)具体是什么?百度君: #%~!@#$%^&*()~&(@!*^!@&*^*&%(*%&^%^$~!*)()*)@&(*^@#(*^(!&(!^(
小编(怒): 讲人话......百度君: 音频文件有三个重要的属性描述: 采样率(samplingrate)/比特率(bitrate)/声道(channel) #)比特率：音频数据每秒中需要多少个比特来表示,比特率越高音频质量越好, 文件也越大. #)采样率：采样率定义了每秒从连续信号中提取并组成离散信号的采样个数，用赫兹（Hz）来表示. #)声道：声道分单声道, 双声道两种, 单声道是混合均匀从左右声道出来, 而双声道则是从不同声音 从左右声道出来并合成, 现场立体感强.小编(内心)：哼，百度君果然吃软怕硬，不过好像说的好专业，不明觉厉．
小编：那请问比特率和采样率的取值有限定吗？百度君： #) 比特率取值 比特率取值: 32kbps/96kbps/128kbps/192kbps/224kbps/320kbps #) 采样率的取值 44.1kHz系列采样: 11.025kHz, 22.05kHz, 44.1kHz, 88.2kHz, 176.4kHz 48kHz系列采样: 12kHz, 24kHz, 48kHz, 96kHz, 192kHz小编(内心)：这下长见识了，以后叫你还抛，抛，抛不了你妹了，娃哈哈, 喂, 说你呢? 看什么看, 还看!!!!
小编：那请问，这个44.1kHz有特殊来由吗?百度君:人类的听觉波段在20Hz到20kHz, 由Nyquist采样定理, 采样评率只要超过信号带宽2倍就不会产生混迭. 而实际上音乐CD规范则采用44.1kHz(20kHz两倍多)做为采样标准. 因此44.1kHz和人类的可听波段有一定的关联.
激动人心的时候, 终于要来了, 此时空气仿佛凝固了....
小编(喜): 那比特率君和采样率君究竟有何奸情呢? (啊呸, 竟然不小心说漏嘴了......)百度君: 两个维度,互不影响. 简而言之, 比特率用于音频编码过程中, 而采样率用于语音播放中. 比特率与音质成正比, 文件大小成反比. 而采样率只与音质成正比.
天空一行乌鸦飞过, 哇哇哇.....
小编(内心): 这TM是玩我吗? 搞得这么亲热, 还一直形影不离, 最后竟然告诉我,他俩没半毛钱的关系, 这谁信啊!!!!!!小编(失落): 真是个意外的结果, 万万没想到, 这个世上还是有纯粹的友谊存在, 不管你信不信, 反正我是信了.
唉, 突然觉得菊花好痒......
*) 进阶篇1). 查阅音频文集元信息如何借助JAVE来实现, 代码片段如下:
1 2 MultimediaInfo info = encoder.getInfo(target); System.out.println(info);Console 结果输出如下:
1 (decoder=pcm_s16le, samplingRate= 22050 , channels= 2 , bitRate= 705 )评注: 解码器为: pcm_s16le, 采样率: 22.05kHz, 双声道, 比特率705Kbps2). 尝试把Wav转化为各个比特率的Mp3格式
采样率/比特率24kbps48kbps96kbps192kbps11.025kHz3792755415077--22.05kHz3636724114451--44.1kHz--70841413728243评注: 比对横向/竖向, 可以看到文件大小与比特率相关, 而采样率和比特率之间有一定的组合限定.
3). 尝试把Wa转化为各个解码器的音频格式音频的解码器, 取决于音频格式, 简单罗列下:
1 2 3 4 mp3 => libmp3lame ogg => vorbis wav => pcm_s16be/pcm_s16le/pcm_s24le 3gp => libfaac更多的解码器, 请点击: 官网 在相同条件(比特率:24kbps, 采样率:22.05kHz, 双声道)
音频格式mp3oggwav3gp文件大小363665861000442668当在相同条件(比特率:48kbps, 采样率:44.1kHz, 双声道)
音频格式mp3oggwav3gp文件大小708487221999805177评注: 可以看出, 同等条件下文件大小: 3gp < mp3 < ogg << wav, 但文件压缩比高不代表好, 最终需要在压缩比/音质取个折中
图像处理 移动端对图片格式的选择: 主流为PNG/JPEG格式. PNG它兼具JPG图片的质量和GIF格式的透明, 文件大小较JPEG大. JPEG格式画质好, 色彩和饱和度高, 文件相对相对较小. 因此一般有如下实践原则: 小尺寸, 色彩数小或使用到透明的时候用PNG, 大尺寸, 色彩渐变色多的时候用JPG. 移动端的图片优化包括两方面, 一块为图片格式转换, 一块为图片像素大小调整.代码片段:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 public void convertImage(String sourceFile, String destFile, int newWidth, int newHeight) { // *) 假定传入destFile, 都是 *.jpg, *.png 的命名方式, 这边不做检查处理 String format = destFile.substring(destFile.lastIndexOf( '.' ) + 1 ); try { Image srcImage = ImageIO.read( new File(sourceFile)); // *) 绘制源图像到目标图像 BufferedImage destImage = new BufferedImage(newWidth, newHeight, BufferedImage.TYPE_3BYTE_BGR); Graphics2D g2 = (Graphics2D) destImage.getGraphics(); g2.drawImage(srcImage, 0 , 0 , newWidth, newHeight, null ); // *) 生成目标图像 ImageIO.write(destImage, format, new File(destFile)); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } }评注: 这段代码能实现jpg=>png, jpg=>gif, jpg=>bmp, png=>jpg的转换, 同时实现不同分辨率的图像转换
实验比较, 原图如下(秀福利)
文件大小比对如下:
图片格式JPGPNGGIFBMP文件大小19.0KB267.9KB48.7KB386.8KB对比可以发现, 等同像素下, 图片文件大小为 jpg < gif < png < bmp
继续实验, 把大分辨率图像转化为小分辨率(主流分辨率)图像, 压缩率有多少
分辨率1600*12001280*10241080*960960*540854*480文件大小251.7KB188.8KB157.7KB90.3KB74.7KB如果想更深入的对图像质量进行控制, (比如jpg图像质量, 默认缺省质量为0.75): 代码片段如下:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 public void convert2JPGImage(String sourceFile, String destFile, int newWidth, int newHeight, float quality) { FileOutputStream out = null ; try { Image srcImage = ImageIO.read( new File(sourceFile)); // *) 绘制源图像到目标图像 BufferedImage destImage = new BufferedImage(newWidth, newHeight, BufferedImage.TYPE_3BYTE_BGR); Graphics2D g2 = (Graphics2D) destImage.getGraphics(); g2.drawImage(srcImage, 0 , 0 , newWidth, newHeight, null ); // *) 生成目标图像, 借助com.sun.image.codec.jpeg.JPEGImageEncoder来实现 out = new FileOutputStream(destFile); JPEGImageEncoder encoder = JPEGCodec.createJPEGEncoder(out); JPEGEncodeParam jep = JPEGCodec.getDefaultJPEGEncodeParam(destImage); jep.setQuality(quality, true ); encoder.encode(destImage, jep); } catch (IOException e) { } finally { if ( out != null ) { try { out.close(); } catch (IOException e) { } } } }总结: 移动端开发需要一定的音频/图片优化技巧, 对资源类的app而言, 这一点就特别的重要. 文件压缩比不是越高越好, 对高音质/高画质的追求会付出一定的代价.总而言之: 没有完美的解决方案, 只有永恒的折中.
分类: 移动互联网应用实战 标签: jave, 移动端, image, 音频, 图片 好文要顶 关注我 收藏该文 mumuxinfei 关注 - 136 粉丝 - 184 +加关注 5 0 « 上一篇： shell 脚本实战笔记(11)--Mysql在linux下的安装和简单运维 » 下一篇： Kafka实战系列--Kafka的安装/配置
posted on 2014-07-21 16:42 mumuxinfei 阅读(1152) 评论(2) 编辑 收藏
