PNG文件格式

PNG文件的组成

一个PNG文件可以看作是由多个数据块(chunk)部分组成，如同积木一样,一个数据块就是一个小积木，不同类型的积木组合搭建成了我们的PNG图像。

PNG图像至少由文件署名域和三个关键数据块IHDR,IDAT,IEND组成，因此一个最小PNG图像可以抽象的表示成如下图像

我们结合png图像来了解png文件格式，用16进制编辑器打开该图片来分析。

上图包含的三个关键数据块的主要作用如下

1.PNG文件署名域(magic number)

png文件在开头用署名域标志了该文件的类型，长度为8个字节。因此一个文件只要前8个字节值为89 50 4E 47 0D 0A 1A 0A，我们就可以认为该文件为png

[署名域(8Bytes)]:标识文件类型为png格式

PS：试着在C用字符类型打印50 4E 47，你会发现打印出PNG三个字符

2.IHDR（Image Header） chunk：描述影像的维度、色彩深度、色彩格式、压缩类型等

3.IDAT（Image Data）chunk：存储影像的像素数据

4.IEND（Image End）chunk：PNG数据流结束

PNG的Chunk有很多类型，这里只介绍了最关键的三种

数据块结构

PNG中一个Chunk的结构通常如下

名称	大小（字节）	说明
Length（长度）	4	标识了数据块的长度(包括长度域)
Chunk Type Code(数据块类型)	4	标志了该数据块的类型
Chunk Data(数据库长度)	可变	根据不同的类型数据块长度不一样，取决于Chunk Type Code
CRC(循环冗余检验)	4	检验数据块是否出错

IHDR数据块

将上图图像文件的IHDR表示如上，BD(Bit Depth),CT(Color Type),CM(Compression method),FM(fjlter method),IM(Insterlace Method)具体介绍如下

域名	字节数(Byte)	说明
Width	4	图像宽度，以像素为单位
Height	4	图像高度，以像素为单位
Bit Depth	1	图像深度: 索引彩色图像：1，2，4或8 灰度图像：1，2，4，8或16 真彩色图像：8或16
Color Type	1	颜色类型： 0：灰度图像, 1，2，4，8或16 2:真彩色图像，8或16 3索引彩色图像，1，2，4或8 4：带α通道数据的灰度图像，8或16 6：带α通道数据的真彩色图像，8或16
Compression method	1	压缩方法(LZ77派生算法)
Filter Method	1	滤波器方法
Interlace method	1	隔行扫描方法： 0：非隔行扫描 1： Adam7(由Adam M. Costello开发的7遍隔行扫描方法)

我们从上可以得到该图像的分辨率为128*128，图像深度为彩色图像，没有使用压缩、滤波器等信息。

LZ77压缩算法和rar的压缩方式是一致的

IDAT数据块

IDAT数据块存储的格式取决于PNG的格式以及是否压缩。

PNG文件格式分为PNG-24和PNG-8，其最大的区别是PNG-24是用24位来保存一个像素值，是真彩色，而PNG-8是用8位索引值来在调色盘 中索引一个颜色，因为一个索引值的最大上限为2的8次方既128，故调色盘中颜色数最多为128种，

一旦使用了压缩我们必须使用zlib解压才能看见它的具体颜色。

IEND数据块

值得注意的是，IEND区块虽然也按照数据块的结构，但Chunk Data是没有的，所以是固定的96个字节：0x00000000 0x49454e44 0xae426082

IEND数据块的长度总是0（00 00 00 00，除非人为加入信息），数据标识总是IEND（49 45 4E 44），因此，CRC码也总是AE 42 60 82

参考资料

(Yolo的svpng)[https://zhuanlan.zhihu.com/p/26525083]
(PNG文件格式分析)[http://blog.csdn.net/hherima/article/details/45847043]