TinyPNG-kmeans

一个 Python 程序，帮助你缩小 PNG 图像文件的大小 (类似 tinypng.com) 。优点有：

• 可调：通过调整参数，用画质换取更高的压缩率。

• 摆脱 tinypng.com 的文件数量限制。

| | | | :----------------------------------: | :----------------------------------: | | 原图，426530字节 | 256色压缩，128154字节 | | | | | 99色压缩，97921字节 | 16色压缩，54192字节 | 　

原理简介

色域量化

与 tinypng.com 类似，本代码将色彩数=16777216 的24位真彩色像素量化为色彩数≤256的调色板像素，并使用 PNG 标准规定的调色板(palette) 模式 (colortype=3) 来存储量化后的图像，从而达到大于 3 倍的压缩比。 考虑到 PNG 的 color_type=3 模式只支持 RGB 调色板，本代码只能支持 RGB 图像压缩，对于 RGBA 图像，会先将它转化为 RGB 图像（alpha通道会丢失）。 本代码调用 ImCvt v0.6 来将图像转化为色域量化模式的 PNG ，它使用 K-Means 聚类算法进行量化。

Deflate 极限压缩

本代码还调用了 OptiPNG 。它会重新对 PNG 的 Deflate 压缩过程进行优化，从而达到更大的压缩比。 　

安装依赖

安装 Python

需要安装 Python 3.x 以及其配套的 Pillow (PIL) 、 numpy 库。 如果你已有 Python 3.x ，运行以下命令安装这些库：

python -m pip install Pillow==8.4.0
 python -m pip install numpy==1.20.3

如果你还没有 Python ，你可以直接安装 Anaconda ，它包含 python 和上述库。

安装第三方工具

• 如果你的系统是Windows，要保证 ImCvt.exe 和 optipng.exe 与 tinypng.py 在同一个目录下。

• 如果你的系统是 Linux ，需要前往链接 https://github.com/WangXuan95/ImCvt 编译 ImCvt；前往链接 https://optipng.sourceforge.net/ 编译 OptiPNG ，并将编译产生的 Linux 可执行文件 ImCvt 和 optipng 放在与 tinypng.py 在同一个目录下。

　

使用方法

在 tinypng.py 所在的目录下运行命令：

python tinypng.py <输入目录名> <输出目录名> <P>

它会把输入目录中的所有图像文件 (包括 png, jpg, tiff 等各种图像格式) 压缩成 png 格式，放在输出目录中。P值则是色彩数，取值范围是 P∈[2,256] ，越小则压缩率越高，图像失真也越大。 比如用以下命令来压缩 image 目录中的图像，放到 [imagetiny]() 目录中，P=100 ：

python tinypng.py image image_tiny 100

对一般的图像、照片可以取 P∈[100,256] 。对色彩较少的图像（比如平面设计），可取 P∈[2,99] 来获得更好的效果。

　

失真评估

我们可以通过 SSIM 来评估量化压缩后的图像相比原始图像的失真。 这里提供了计算 SSIM 的代码文件 ssim.py ，运行方法是：

python ssim.py <原始图像目录> <原始图像格式> <压缩图像目录> <压缩图像格式>

比如以下命令会计算 image 目录中的 png 图像和 [imagetiny]() 目录中的同名的 png 图像的 SSIM 值：

python ssim.py image png image_tiny png