如何使用 C++ 从 png 文件中提取像素？答案

【问题标题】：How to extract a pixel from a png file using c++?如何使用 C++ 从 png 文件中提取像素？
【发布时间】：2011-10-16 23:41:18
【问题描述】：

是否有可用的图像库允许用户从已加载到磁盘上的 png 文件中提取像素而无需解压缩？

所以我有 100k 8bit 大小为 512x512 的图像，其中每个 png 格式的图像约为 10kb。这意味着我只需要 1GB 的 RAM 就可以在运行时为我正在编写的程序存储所有图像。

是否可以有效地从这样的图像中检索像素？ IE。假设我有一个数组 images，其中 images[i] 引用了一个已加载但未解压缩到 RAM 的 png 图像（加载 png 图像时会发生这种情况吗？）

那么理想情况下，我想写一些类似

的东西

pixel = images[i].getPixel(x,y);

有人知道这是否可能吗？哪个图书馆？我的假设在哪里是错误的？

【问题讨论】：

【解决方案1】：

我认为如果不至少解压缩图像的前一部分，您将无法获得像素。当您打开一个文件时，它只会指向磁盘上的压缩数据。当你通过PNG库运行它时，它会被解压。

我认为，您最好的选择以及用于读写 PNG 的规范库是 libpng。它提供了对图像数据和元数据的极好的低级访问，并且可能是最快/最有效的选择。它允许您逐行解压缩数据（也许逐块解压缩——我不记得了），因此您可能可以解压缩直到获得像素，然后折腾解压缩的数据并移动到下一张图像。

缺点是它可能不像其他一些选项那样对程序员友好。 IMO 的文档非常全面，以至于有点乏味，但那里可能有更简单的教程。另一方面，你可能需要手册中的所有细节来完成你想要的最小减压。它还将有助于解释 PNG 文件格式，以便您可以更好地管理数据到块级别。

【讨论】：

是否可以选择解压哪一行？这对我来说似乎是一个足够好的解决方案。
我不这么认为。我认为您需要为某些行数调用png_read_row()。
至少，我认为 libpng 是这样构建的。如果您深入了解细节（可能会更改源），您也许可以阅读标题，跳过一些IDAT 块，然后解压缩一些较小的像素组，但我现在只是推测。跨度>

【解决方案2】：

我认为您的要求不切实际。幸运的是，这也是不必要的，只要你不将所有未压缩的图片同时保存在内存中。

您不能按需简单地（加载和）解压缩，然后在不再需要时立即释放内存吗？

【讨论】：

我完全同意它不实用。这是一个不平凡的问题，这就是为什么我有点卡住了。问题是我必须在一个循环中从所有图像中加载数百万次像素值（它是用于构建树的熵分裂计算），并且硬盘访问时间会使从磁盘加载完全不可行。
@twerdster 我不明白 - 除非这些 PNG 以某种方式动态生成，否则您必须以一种或另一种方式从磁盘加载它们。这只是时间问题。

【解决方案3】：

首先，我不确定我是否理解您关于不将图像解压缩到 RAM 中的要求......

虽然它可能比您正在寻找的库更多，但 Cinder 库将允许您轻松加载图像并使用 Surface 类迭代像素。

这是一个很好的教程：

【讨论】：

【解决方案4】：

我认为满足这些要求的最佳方法是将所有 PNG 压缩在内存中（如您所示，大约为 1GB），并且在您想从中获取像素时一次只解压缩一个。解压后的 512x512 8 位灰度图像的缓冲区大小为 256KB。如果图像是 RGB，则大小为 768KB。如果您还有 Alpha 通道，则大小为 1MB。

你可以找到一个非常轻量级和简单的解压缩PNG的库here。

如果您想隐藏图像在内存中被压缩的事实，您可以将压缩的 PNG 数据放在图像类中。如果图像被压缩，该类中的getPixel(x, y) 方法将触发解压缩。此类中的类成员可以跟踪已解压的图像，当需要解压另一张图像时，前一张图像可以丢弃其解压缓冲区。

这样的解决方案可能会遇到的唯一问题是，如果您遍历 100K 图像只要求一个像素，则系统可以thrash，然后移动到下一个像素。为避免这种情况，您需要从一张图片中获取所需的所有信息，然后转到下一张图片。

【讨论】：

那么使用 pngs 没有先提取整个图像就无法提取像素值？
图像被压缩，因此像素值不容易访问，因为它们以有效的方式编码。获得单个像素值的唯一方法是解压缩。您可能会解压缩图像的某些部分（直到达到像素为止的最低限度），但为此您需要一个自定义解码器。我提出的解决方案可以让你做你想做的事，但你必须一次解压一张图片。