梁麗

（陜西財經(jīng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院陜西咸陽712000）

一種Android開發(fā)中的圖像數(shù)據(jù)流量控制與緩存技術(shù)研究

梁麗

（陜西財經(jīng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院陜西咸陽712000）

針對當(dāng)前Android應(yīng)用程序開發(fā)中對手機(jī)用戶流量的消耗問題，從圖像數(shù)據(jù)處理的角度，提出一種基于JEPG壓縮算法和本地緩存的流量控制技術(shù)。通過將JEPG算法移植到Android中，從而在Android上對網(wǎng)絡(luò)圖片進(jìn)行壓縮，實現(xiàn)對用戶手機(jī)流量的控制。同時提出一種本地緩存技術(shù)，減少用戶對圖片的反復(fù)請求造成的流量消耗，增強(qiáng)用戶體驗。最后通過試驗平臺對方案進(jìn)行驗證，得到良好效果。

Android；JEPG壓縮算法；流量控制；本地緩存；圖像數(shù)據(jù)

自2007年手機(jī)Android系統(tǒng)的發(fā)布，針對Android的移動應(yīng)用開發(fā)正在成為當(dāng)前的熱點。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，Android應(yīng)用在2014年達(dá)到50萬個，下載次數(shù)從200億次增加到500億次，成為當(dāng)前移動應(yīng)用開發(fā)的熱門。在巨大市場前景的情況下，減少大量訪問帶來的流量增加，從而提高用戶的體驗感成為當(dāng)前思考的重點問題。對此，本文針對移動應(yīng)用開發(fā)，提出將JEPG算法移植到Android手機(jī)中，由此通過壓縮實現(xiàn)對圖片大小的控制。另外針對系統(tǒng)的反復(fù)請求導(dǎo)致的流量浪費，提出一種本地緩存方案，并對上述的技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的實現(xiàn)。（）.toString（）；

String filePath=SDCarePath+"/"+"meitu.jpg"；

Bitmap rawBitmap1=BitmapFactory.decodeFile（filePath，null）；

1.2JEPG圖像壓縮算法

JEPG作為當(dāng)前通用的一種靜止圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)，不僅可被應(yīng)用在彩色圖像，還可應(yīng)用在灰度圖像。其具體的原理則是通過調(diào)節(jié)圖像的壓縮比，從而實現(xiàn)對圖像大小的壓縮。其具體的壓縮流程則如圖1所示。

1　圖片數(shù)據(jù)流量控制處理技術(shù)

1.1圖像讀取準(zhǔn)備

對Android手機(jī)中的圖片進(jìn)行壓縮，首先需要將SDcard中的圖片進(jìn)行讀取，對此在Android中專門開發(fā)了API接口，提供了基于圖片操作的Bitmap類。Bitmap類中的構(gòu)造函數(shù)通常被私有化，導(dǎo)致不能結(jié)合函數(shù)直接創(chuàng)建該類的對象。因此，必須通過輔助的BitmapFactory類對Bitmap實例化，從而制定位置圖片的壓縮。如從Android手機(jī)中的SD卡中調(diào)用，并對圖片進(jìn)行壓縮，具體實現(xiàn)的代碼為：

String SDCarePath=Environment.getExternalStorageDirectory

圖1JEPG圖像壓縮處理流程

在JEPG壓縮算法中，包含多種不同的工作模式，而最為常用的為基于8*8的數(shù)據(jù)塊。而通過圖1可以看出，JEPG圖像流程重要包括以下幾個步驟：

1）顏色模式轉(zhuǎn)換

在JEPG算法中，需要將圖像中的顏色數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。其具體的思路是將傳統(tǒng)的圖像數(shù)據(jù)RGB轉(zhuǎn)換為Y″CBCR，其中Y″表示亮度，CB，CR分別為藍(lán)色度和紅色度。其具體的轉(zhuǎn)換為：

通過公式（1）可得到初步壓縮后的圖像藍(lán)色度和紅色度。

2）DCT變換

DCT（Discrete Cosine Transform，離散余弦變換），是當(dāng)前碼率壓縮當(dāng)中常用的編碼方法。通過DCT變換，將空間域矩陣P轉(zhuǎn)換為頻率域矩陣T，而該過程是可逆向的。因此，DCT變換包括正向離散余弦變換和反向離散余弦變換兩種。以8*8像素轉(zhuǎn)換為例，其具體的DCT變換公式為：

通過DCT變換，將壓縮圖片分成為N*N的一個像素塊，然后通過DCT進(jìn)行逐一編碼操作。

3）量化

通過DCT數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，還必須對圖像進(jìn)行量化處理，由此才能進(jìn)行編碼。在量化階段中必須構(gòu)建兩個8*8量化矩陣，一個處理亮度頻率系數(shù)，一個為色度頻率系數(shù)，將頻率系數(shù)除以量化矩陣，得到計算結(jié)果并取整，從而完成整個量化過程。其具體的計算公式為：

量化值（i，j）=［T（i，j）/量化矩陣（i，j）］（3）

而在JEPG算法中，對圖像的亮度和色度不同，可得到不同的量化表。本文則對64個DCT系數(shù)進(jìn)行量化，可得到如圖2所示的結(jié)果。

圖2　亮度和色度量化表

4）編碼

在進(jìn)行量化后，需要對AC和DC不同系數(shù)采用不同的編碼方式。通常對系數(shù)的處理分別運用游程統(tǒng)計編碼、差分計算編碼。DC編碼則是將其系數(shù)減去前后系數(shù)，從而得到一個系數(shù)差值，最后根據(jù)該差值，在編碼表當(dāng)中找到相應(yīng)的編碼值，將該差值和編碼值連接起來傳入到文件當(dāng)中。而AC編碼相對比較復(fù)雜，需要連續(xù)統(tǒng)計并查找其對應(yīng)的編碼值。如通過采用RLC行程編碼，降低數(shù)據(jù)本身的傳輸量，將重復(fù)出現(xiàn)的連續(xù)字符用兩個字節(jié)表示，其中第一個為重復(fù)的次數(shù)，而第二個則為其字符串。如（3，6）就代表字符串為“666”。

2　基于JEPG壓縮的算法的整體流程設(shè)計

對JEPG整體算法流程的設(shè)計則如以下步驟：

1）通過BitmapFactory類創(chuàng)建連接，將圖片保存到流對象中；

2）通過Bitmap類對圖像進(jìn)行初步的壓縮；

3）將圖片數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，由原來的RGB格式轉(zhuǎn)換為；

4）運用JEPG算法對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行DCT變換、量化、編碼處理；

5）保存到SD卡中。

3　本地緩存技術(shù)

除通過上述對圖片的壓縮方式減少Android手機(jī)流量之外，還需要將訪問的圖片保存到本地緩存當(dāng)中。對Android手機(jī)用戶來講，如果反復(fù)的對某個圖片進(jìn)行訪問、加載，勢必增加用戶的流量，并減少用戶體驗。因此，需要設(shè)計一種緩存策略對手機(jī)用戶訪問的圖片進(jìn)行保存。但是如果將圖片持久化保存勢必增加手機(jī)的I/O開銷，會占用系統(tǒng)過多的資源。

而通過分析可以認(rèn)為，每個圖片都有一個唯一的URL標(biāo)識，如果網(wǎng)絡(luò)圖片出現(xiàn)變化，URL地址也會出現(xiàn)變化。因此針對該思路，提出以下兩種策略：

第一，設(shè)定訪問優(yōu)先級：訪問優(yōu)先級：內(nèi)存緩存＞磁盤緩存＞網(wǎng)絡(luò)資源

第二，緩存判定。本文認(rèn)為將壓縮之后的圖片通過Bitmap類保存到磁盤的緩存文件夾中的時候，其首要是要判定該文件夾的大小是否超出了緩存的最大值。假設(shè)存入的文件大小為A，磁盤整體大小為B，當(dāng)前緩存在該目錄下的文件大小為C，設(shè)定的緩存最大值為D，可緩存的文件大小為E。由此有判定公式：

其具體的算法設(shè)計則如圖3所示。

圖3　本地緩存實現(xiàn)算法

4　試驗平臺搭建與測試

利用Android中ADT自帶的AVD模擬設(shè)備，對上述的算法進(jìn)行測試。其具體的思路是通過發(fā)布測試應(yīng)用端的Eclispe后臺，對通過上述算法的圖片進(jìn)行查看，從而觀察不同JEPG壓縮等級下的圖片大小。同時以某餐飲快餐網(wǎng)站為例，該網(wǎng)站其具體的功能界面如圖4所示。

圖4　餐飲軟件界面

該主界面采用TableLayout作為表格布局，對顯示的文本框則采用View類中的Text、Edit等進(jìn)行編輯。在對圖中的圖片進(jìn)行上傳的過程中，需要對圖片進(jìn)行壓縮。同時借助Tomact6.0服務(wù)器開啟后臺服務(wù)，將圖片進(jìn)行上傳，最后通過ADT得到壓縮后的相關(guān)結(jié)果。其具體的壓縮結(jié)果則如圖5所示。

圖5JEPG壓縮比較

通過圖5看出，原始圖片與JEPG算法在質(zhì)量等級下的圖片效果相當(dāng)，說明隨著壓縮等級質(zhì)量的增加，壓縮的效果越好，并進(jìn)一步證明該算法的有效性，即節(jié)約了流量，同時提高了圖片上傳的速率。

5　結(jié)束語

針對當(dāng)前Android中經(jīng)常訪問的圖片資源問題，特別是在休閑生活類等大量下載或上傳的圖片，采用Android中植入JEPG算法和本地緩存方式，大大節(jié)約了流量，提高訪問速率，取得良好的效果，對促進(jìn)移動應(yīng)用具有重要的作用。

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Research on image data flow control and buffer technology in Android development

LIANG Li
（Shaanxi Vocational and Technical College of Finance and Economics，Xianyang 712000，China）

Aiming at the problem of the consumption of mobile phone users in the development of Android application program，a new method based on JEPG compression algorithm and local buffer is proposed.JEPG algorithm is transplanted to the Android，so that the network image compression on the Android to achieve the user's mobile traffic control.At the same time，a local cache technology is proposed，which reduces the traffic consumption caused by the repeated requests of users，and enhances the user experience.Finally，the scheme is verified by the experimental platform，and good results are obtained.

Android；JEPG compression algorithm；flow control；local cache；image data

TN0

A

1674－6236（2016）17-0164-03

2015-12-02稿件編號：201512018

梁麗（1979—），女，陜西咸陽人，講師。研究方向：計算機(jī)應(yīng)用教學(xué)。