image - 为什么颜色反转时 1bpp PNG 图像文件大小会增加？

Question

当我生成每像素索引颜色为 1 位的黑白 png 图像时，如果我选择在白色背景上使用黑色背景，文件大小似乎会有明显差异。附加的图像应该具有完全相同的信息，并且都是由 .NET 4 的 Bitmap.Save() 函数创建的。

为什么压缩后白色背景的图像明显变大？

黑色背景:4.62KB
Black background 4.62KB

白底:5.67KB
White background: 5.67KB

Answer 1

答案可能令人惊讶，但非常简单，并且在于 PNG 格式本身。

如前所述，PNG 对每一行应用过滤器。这有助于压缩在线条内或相邻线条之间具有图案的图像。在这种情况下，图像几乎是单色的，只有几个点，所以不使用过滤器会产生最好的结果。

filter byte is stored as the first byte每个图像行。这是关键。

The filter step itself results in a sequence of bytes of the same size as the incoming sequence, but in a different representation, preceded by a filter type byte. [...] The filter type byte is not considered part of the image data, but it is included in the datastream sent to the compression step.

不使用过滤器时，过滤器字节为 0x00 .黑色 1 位 4x4 图像的示例，过滤器字节加粗。

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
压缩器接收到的与平面序列相同的图像。

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
并且像素反转的图像。

0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1
很明显哪个压缩更好。

在提供的白色背景图像中，流 0x01经常被 0x00 打断过滤字节，对可压缩性有负面影响。在黑色背景图像中，没有这种效果。