【平头哥RVB2601创意应用开发】动态加载MBRE JPEG解码器移植源码与测试结果

cqcqwind 发表于 2022-5-8 10:05

JPEG是数字图像的有损压缩的常用方法，特别是对于由数码摄影产生的图像。JPEG(Joint Photographic Experts Group)是在国际标准化组织(ISO)领导之下制定静态图像压缩标准的委员会，第一套国际静态图像压缩标准ISO 10918-1(JPEG)就是该委员会制定的。由于JPEG优良的品质，使他在短短几年内获得了成功，被广泛应用于互联网和数码相机领域，网站上80%的图像都采用了JPEG压缩标准。相比无损压缩的PNG, GIF等格式， JPEG提供了可控质量损失下高压缩比的存储能力。

   TJpgDec是一个专门为小型嵌入式系统高度优化PEG图像的解码模块，具有几个非常明显的特点：

<ul>
<li>平台独立。使用ANSI-C编写，支持ansi-c的平台系统移植起来没有任何障碍；</li>
<li>易于使用的操作模式，输出可配置YUV或者RGB888、565格式，回调方式完成输出；</li>
<li>
完全可重入的体系结构，解码成功后无需任何重启操作，便可直接重入执行新的解码
</li>
<li>
超小的内存占用，最小配置下，只需要3100字节的工作内存。因采用分块解码设计，不管多大的原始图像尺寸都不会消耗更多工作内存。ROM占用也只有不到10K
</li>
</ul>

   TJpgDec的作者Bodmer就是TFT-espi的作者，所以两者的结合更是天衣无缝，使用起来非常简单。

   本次MBRE测试动态加载的过程中， JPG作为小电视项目的支撑库之一，也做了移植和测试。因为RVB2601没有直接提供spiffs，所以只做了内存数组解码的原理测试（从文件系统中操作本质其实相同，只需要增加对文件系统的访问接口即可）。移植过程主要是修改一些包含的头文件已保证编译通过即可，解码器源代码请参考附件， 
 
基本上没有遇到任何问题。

  解码器配合TFT-ESPI使用起来就非常简单了，因为解码器配置成了RGB 565的输出，和实验用的ILI9341的输出格式一致，因此只需在初始化时指定好输出回调函数，并在回调函数中将解码得到的位图贴到TFT上即可。这里给出一个小例子：

<pre>
<code class="language-cpp"> //JPG Decoder的初始化设置
TJpgDec.thisPtr = &TJpgDec; //移植版本去掉了构造函数，手工处理原构造函数中的指针赋值操作
TJpgDec.setJpgScale(1); //缩放比例，设置为1
TJpgDec.setSwapBytes(false); //565标准格式，无需交换RGB bytes
TJpgDec.setCallback(tft_output);//解码输出回调，每解码一部分，产生小块位图，就会回调一次

//以下解码RAM中的JPG数组，并计算解码，刷新时间显示在屏幕中
time_t t0 = millis();
TJpgDec.drawJpg(0, 0, testjpg_data, sizeof(testjpg_data));
time_t t1 = millis();

char buf;
sprintf(buf, "JPG解码测试 %dms", t1 - t0);
//使用TFT-espi的API显示文字
gpTft->drawString(buf, 8, 10, MBRE_FIXED_FONT);
</code></pre>

 

   上述代码中的tft_output是回调函数，JPG解码器是一小块一小块的解码（这样可以控制RAM占用），解码一个块之后就会调用设置好的回调函数进行实际的绘制处理。给一个使用tft_espi的tft_output参考实现：

<pre>
<code class="language-cpp">// TFT屏幕输出函数
bool tft_output(int16_t x, int16_t y, uint16_t w, uint16_t h, uint16_t* bitmap)
{

//简单的裁剪保护，超过屏幕Y最大值不用绘制了
//并返回0，通知解码器不用再进行后续解码
if(y >= gpTft->height()) return 0;

//将位图通过Tft-espi绘制到屏幕上, tft-espi会对位图做基本的裁剪保护
gpTft->pushImage(x, y, w, h, bitmap);

// 返回1告诉解码器继续解码
return 1;
}</code></pre>

最后上图，在RVB2601上解码320x240 QVGA分辨率 jpeg的实测结果。  图示的JPEG解码和刷屏时间大概190MS，考虑到单刷屏时间在60-100ms之间，解码时间大概是90-130ms，是一个可以接受的指标。更多关于JPG DECODER的实际使用，建议大家参考MBRE前次分享中提及的小电视项目的开源代码学习。其中的太空人飞行动画就是采用JPG连续解码+TSprite离屏缓冲实现的平滑动画效果。

Jacktang 发表于 2022-5-9 08:06

解码器配置成了RGB 565的输出，配合TFT-ESPI，初始化时指定好输出回调函数，比较简洁简单明了

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