數(shù)據(jù)庫存取圖片的優(yōu)化算法

張祖蓮 ，李景林 ，王命全 ，李少雪 ，任宏宇

(1.新疆氣象局 新疆興農(nóng)網(wǎng)信息中心，新疆 烏魯木齊 830002；2.新疆維吾爾自治區(qū)人大常委會辦公廳，新疆 烏魯木齊 830002；3.河南省許昌市94537部隊司令部，河南 許昌 461101)

互聯(lián)網(wǎng)上幾乎所有網(wǎng)頁都由圖片和文字組成，許多大型網(wǎng)站都涉及圖片管理功能的實現(xiàn)。在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，由于圖片文件相對較小，因此比音頻和視頻文件更加便于傳輸。在很多應(yīng)用領(lǐng)域中出現(xiàn)了對專用的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下圖片數(shù)據(jù)庫的需求，即利用數(shù)據(jù)庫平臺實現(xiàn)圖片大量的集中存儲，同時以網(wǎng)絡(luò)為連接，通過基于HTTP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)瀏覽器實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫(包括圖片數(shù)據(jù))的遠程訪問[1]。

網(wǎng)頁中圖片的加載速度直接影響該網(wǎng)頁打開速度。訪問者認為，打開速度較快的網(wǎng)站質(zhì)量更高、更可信、也更有趣；網(wǎng)頁打開速度越慢，訪問者的心理挫折感就越強，就會對網(wǎng)站的可信性和質(zhì)量產(chǎn)生懷疑。

基于以上情況，如何有效提高網(wǎng)站頁面打開速度，是每個網(wǎng)站管理者和開發(fā)人員非常關(guān)注和必須解決的問題。本文通過對數(shù)據(jù)庫如何存取圖片的研究，提出了一種優(yōu)化算法。

1 圖片存取的方法分析

目前網(wǎng)頁上的圖片存儲一般有兩種方法：

(1)將圖片以獨立文件的形式存放至服務(wù)器中，同時在數(shù)據(jù)庫對應(yīng)表中的文本類型字段中存放該圖片的文件路徑[2]。這種方法具有縮小數(shù)據(jù)表，提高數(shù)據(jù)庫相關(guān)操作速度且容易編程實現(xiàn)的優(yōu)點，但是卻造成了圖片及其描述信息的分離，如果數(shù)據(jù)過期或不用而刪掉，對應(yīng)圖片沒有刪掉，仍占著服務(wù)器空間[1]。

(2)將圖片直接放入數(shù)據(jù)庫對應(yīng)表的image數(shù)據(jù)類型字段中，使得圖片和數(shù)據(jù)描述成為一個整體[3]。這種方法存放的圖片格式很靈活，管理很方便，而且安全性也很好，最重要的是，如果過期或不用的數(shù)據(jù)刪掉，對應(yīng)的所有圖片及相關(guān)信息也都刪掉，不再占用服務(wù)空間。但是如果圖片越大，占用數(shù)據(jù)庫存儲空間也越大，網(wǎng)頁打開加載圖片也就越慢[1]。

在目前的研究中，采用第二種方法存取圖片時，基于移動設(shè)置優(yōu)化PNG圖片，在PNG圖片的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，部分數(shù)據(jù)塊是可選的，剔除可選數(shù)據(jù)段，對PNG進行適當?shù)奶幚恚梢杂行p少占用空間，優(yōu)化移動設(shè)備上的圖片應(yīng)用。圖片處理前后的大小相差很多，結(jié)果很不穩(wěn)定[4]。

本文采用第二種存取圖片的方法，針對圖片占用數(shù)據(jù)庫存儲空間過大、網(wǎng)頁加載圖片過慢的問題，提出了優(yōu)化圖片算法。

2 建數(shù)據(jù)庫建表

本實驗采用轉(zhuǎn)換為二進制的方式將圖片文件的全部數(shù)據(jù)存儲到image[5-6]字段中，使用時再通過特定的過程將二進制信息轉(zhuǎn)換成原來格式的文件內(nèi)容，從而真正地實現(xiàn)數(shù)據(jù)的整體存儲，避免了平臺更換和數(shù)據(jù)移植時可能帶來的記錄失效問題。

(1)在數(shù)據(jù)庫SQL 2005中建立testimgbig和testimgsmall兩個數(shù)據(jù)庫；

(2)在兩個數(shù)據(jù)庫中分別建表 imgbig和 imgsmall，如表1和表2所示；

表1 imgbig表

表2 imgsmall表

(3)分別在兩個數(shù)據(jù)庫中建立Addimgbig和 Addimgsmall兩個存儲過程。

3 實驗過程

本實驗采用C#編程語言，Visual Studio 2005開發(fā)工具，Microsoft SQL Server 2005數(shù)據(jù)庫以及 IIS5.0，在服務(wù)器的網(wǎng)站根目錄下建立“tmpimages”及兩個子文件夾“img1”和“img2”。

3.1 數(shù)據(jù)庫存取圖片流程

(1)未優(yōu)化圖片存入數(shù)據(jù)庫流程。將本地圖片上傳到服務(wù)器“tmpimages/img1”文件夾下，在服務(wù)器端將上傳的圖片轉(zhuǎn)化為字符流存入數(shù)據(jù)庫；

(2)優(yōu)化圖片存入數(shù)據(jù)庫流程。本地圖片上傳到服務(wù)器“tmpimages/img1”文件夾下，在服務(wù)器端將上傳的圖片進行優(yōu)化處理，然后將圖片存到服務(wù)器“tmpimages/img2”文件夾下，同時將“img2”中剛優(yōu)化的圖片轉(zhuǎn)化為字符流存入數(shù)據(jù)庫；

(3)讀取圖片流程。連接圖片所在數(shù)據(jù)庫，找到此圖片表名及字段，然后將對應(yīng)圖片ID號的字符流轉(zhuǎn)化為可視圖片。

3.2 相關(guān)核心代碼

(1)將圖片存入數(shù)據(jù)庫的相關(guān)核心代碼

(2)優(yōu)化圖片的相關(guān)核心代碼

4 實驗數(shù)據(jù)

頁面加載時間測試方法：用秒表在本地機上測試。測試未優(yōu)化和優(yōu)化后各20次，去掉差距較大的4個，然后取平均數(shù)。

圖片選用使用數(shù)碼相機拍攝的未處理的圖片 (主要是為了更容易測試算法有效性)，上傳的所有圖片都是同一張圖片，以便于比較。

進行數(shù)據(jù)庫備份。當備份到 1、10、20張圖片時，分別備份一次。

實驗結(jié)果如表3所示，部分數(shù)據(jù)如圖1～圖4所示，測試頁面如圖5所示。

表3 實驗數(shù)據(jù)

圖1 未優(yōu)化圖片

圖2 優(yōu)化后圖片

圖3 未優(yōu)化1張圖片數(shù)據(jù)庫備份

圖4 優(yōu)化后1張數(shù)據(jù)庫備份

圖5 測試頁面

在測試頁面中，未優(yōu)化圖片和優(yōu)化圖片的顯示從視覺上效果一樣，并沒有出現(xiàn)因為壓縮而丟失像素模糊現(xiàn)象。

由以上數(shù)據(jù)可以看出，本文提出的存取圖片優(yōu)化算法是一種有效的圖片壓縮、優(yōu)化方法，同時能節(jié)省數(shù)據(jù)庫容量，明顯提高了網(wǎng)頁加載圖片速度。在服務(wù)器的“img1”和“img2”文件夾中的圖片可以定期刪除掉，不占用服務(wù)器空間。

本文測試是在本機上進行的，用了同一張原圖片測試，明顯看出頁面加載時間的差距和數(shù)據(jù)庫的容量。大型網(wǎng)站有更多圖片，如果采用優(yōu)化算法，將大大減少頁面加載時間和數(shù)據(jù)庫容量，同時不占用服務(wù)器空間，有效提高網(wǎng)頁打開速度。

本算法在基于Web網(wǎng)站開發(fā)中對圖片處理?具有很高的實用價值，用C#、Java語言開發(fā)網(wǎng)站都可以借鑒此算法。本文只是在本機上用該算法對少量圖片進行測試，當有大數(shù)據(jù)量時，該算法效果將更加明顯。雖然圖片的像素降低從視覺效果上差別不大，但如果對圖像精確度要求特別高還有待考慮，該算法還有待不斷改進和優(yōu)化。

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[5]郭東青，李佳，劉彬彬.數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建、數(shù)據(jù)倉庫與優(yōu)化[M].北京：清華大學出版社，2001.

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