如何在Swift中以编程方式剥离PNG的冗余信息？

核心思路：手动筛选PNG数据块 #

Swift现有库（如swift-png）没有直接等价于ImageMagick -strip 的封装方法，需要手动解析PNG文件结构，保留必要数据块、移除冗余块。PNG文件由签名+多组数据块构成，必须保留的块包括：IHDR（文件头）、PLTE（调色板，索引色图像必填）、IDAT（图像数据，可能存在多个）、IEND（结束块），其余非必要块均可移除。

具体实现步骤 #

1. 读取并验证PNG文件
   将目标PNG读取为Data对象，先校验开头的PNG签名（8字节：89 50 4E 47 0D 0A 1A 0A），确保是合法PNG文件。

2. 遍历并过滤数据块
   从签名后开始逐个解析数据块，每个块的结构为：4字节长度（大端）+4字节块类型+数据内容+4字节CRC校验。

   • 保留块类型：IHDR、PLTE、IDAT、IEND
   • 移除所有其他块：包括bKGD、cHRM、EXIF、tEXt（注释）、iTXt、zTXt、orNT等冗余块

3. 重新组装PNG文件
   将保留的块按原顺序拼接，加上PNG签名，生成新的Data后写入文件即可。

示例代码片段 #

import Foundation

func stripPNGRedundantData(from inputData: Data) -> Data? {
    // 校验PNG签名
    let pngSignature: [UInt8] = [0x89, 0x50, 0x4E, 0x47, 0x0D, 0x0A, 0x1A, 0x0A]
    guard inputData.starts(with: pngSignature) else {
        return nil
    }
    
    var outputData = Data(pngSignature)
    var offset = pngSignature.count
    
    // 定义必须保留的块类型集合
    let requiredChunkTypes: Set<String> = ["IHDR", "PLTE", "IDAT", "IEND"]
    
    while offset < inputData.count {
        // 读取块长度（大端字节序）
        let lengthBytes = inputData.subdata(in: offset..<offset+4)
        let length = lengthBytes.withUnsafeBytes { $0.load(as: UInt32.self).bigEndian }
        offset += 4
        
        // 读取块类型
        let typeBytes = inputData.subdata(in: offset..<offset+4)
        guard let type = String(bytes: typeBytes, encoding: .ascii) else {
            return nil
        }
        offset += 4
        
        // 定位数据和CRC的位置
        let dataEndOffset = offset + Int(length)
        let crcOffset = dataEndOffset
        let crcBytes = inputData.subdata(in: crcOffset..<crcOffset+4)
        offset = crcOffset + 4
        
        // 保留必要块，写入输出数据
        if requiredChunkTypes.contains(type) {
            outputData.append(lengthBytes)
            outputData.append(typeBytes)
            outputData.append(inputData.subdata(in: offset-Int(length)-4..<dataEndOffset))
            outputData.append(crcBytes)
        }
    }
    
    return outputData
}

// 使用示例
if let inputURL = Bundle.main.url(forResource: "input", withExtension: "png"),
   let inputData = try? Data(contentsOf: inputURL),
   let strippedData = stripPNGRedundantData(from: inputData),
   let outputURL = FileManager.default.urls(for: .documentDirectory, in: .userDomainMask).first?.appendingPathComponent("output.png") {
    try? strippedData.write(to: outputURL)
    print("处理完成，输出文件路径：\(outputURL)")
}

额外说明：移除orNT块 #

上述代码已包含移除orNT块的逻辑（因它不在必要块列表中），若需更明确处理，可在遍历块时增加单独判断：if type == "orNT" { continue }。

简化替代方案：调用ImageMagick命令行 #

如果不需要纯Swift实现，可通过Process直接调用ImageMagick命令行工具，实现和magick convert input.png -strip -orient Undefined output.png相同的效果：

func stripPNGWithImageMagick(inputPath: String, outputPath: String) {
    let process = Process()
    process.executableURL = URL(fileURLWithPath: "/usr/local/bin/magick") // 根据本地ImageMagick路径调整
    process.arguments = ["convert", inputPath, "-strip", "-orient", "Undefined", outputPath]
    
    do {
        try process.run()
        process.waitUntilExit()
    } catch {
        print("调用ImageMagick失败：\(error.localizedDescription)")
    }
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者lcj