百问FB显示开发图像处理 - JPEG图像处理

aleksib · 发表于2024-11-28 14:02

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## 2.2 JPEG图像处理

### 2.2.1 JPEG文件格式和libjpeg编译

JPEG的后缀名为.jpg的图像文件。对于图像内容和信息相同的JPEG文件和BMP文件，JPEG格式的文件要比BMP格式的文件小得多，这是因为JPEG文件是经过JPEG压缩算法后得到的一种文件格式。

相对于BMP格式的文件，JPEG由于压缩算法的关系，其文件解析较为复杂，我们可以利用Linux系统开源的优点，使用开源工具对jpeg文件进行格式的解析和转换。

我们可以使用libjpeg库来对jpeg文件进行格式的解析和转换。libjpeg支持X86，ARM等架构。libjpeg是开源工具，所以可以在网上免费下载。

在使用libjpeg之前，我们先要交叉编译libjpeg的库文件和头文件并存到开发板的文件系统中。以下是libjpeg的编译过程：

1. 解压并进入文件目录

```c
tar xzf libjpeg-turbo-1.2.1.tar.gz
cd libjpeg-turbo-1.2.1/
```

2. 交叉编译

```c
tar xzf libjpeg-turbo-1.2.1.tar.gz
./configure --prefix=/work/projects/libjpeg-turbo-1.2.1/tmp/ --host=arm-linux
make
make install
```

3. 将编译出来的头文件和库文件拷贝到交叉编译器的相应目录下

```c
cd /work/projects/libjpeg-turbo-1.2.1/tmp/include
cp * /usr/local/arm/4.3.2/arm-none-linux-gnueabi/libc/usr/include
cd /work/projects/libjpeg-turbo-1.2.1/tmp/lib
cp *so* -d /usr/local/arm/4.3.2/arm-none-linux-gnueabi/libc/armv4t/lib
```

4. 将编译出来的头文件和库文件拷贝到开发板文件系统的相应目录下

```c
cd /work/projects/libjpeg-turbo-1.2.1/tmp/lib
cp *.so* /work/nfs_root/fs_mini_mdev_new/lib/ -d
```

### 2.2.2 libjpeg接口函数的解析和使用

libjpeg的使用方法可以参考解压包中的使用说明libjpeg.txt和例程example.c。libjpeg的使用步骤简单总结如下：

**1.** 分配和初始化一个jpeg_compress_struct结构体

```c
cinfo.err = jpeg_std_error(&jerr);
jpeg_create_decompress(&cinfo);
```

**2.** 指定源文件

```c
jpeg_stdio_src(&cinfo, infile);
```

参数1是步骤1中分配的jpeg_compress_struct类型的结构体

参数2是要解析的JPEG文件的文件句柄。

**3.** 获得jpg信息头并设置解压参数

```c
jpeg_read_header(&cinfo, TRUE);
```

当调用完这个参数之后，我们就可以通过cinfo中的image_width，image_height等成员来获得图像的信息了。此外我们还可以设置cinfo中的scale_num和scale_denom等成员变量来设置解压参数。

**4.** 启动解压

```c
jpeg_start_decompress(&cinfo);
```

调用这个函数后，就可以对cinfo所指定的源文件进行解压，并将解压后的数据存到cinfo结构体的成员变量中。

**5.** 读取解压后数据

```c
jpeg_read_scanlines(&cinfo, buffer, 1);
```

调用这个函数后，可以读取RGB数据到buffer中，参数3能指定读取多少行

**6.** 完成读取

```c
jpeg_finish_decompress(&cinfo);
```

**7.** 释放jpeg_compress_struct结构体

```c
jpeg_destroy_decompress(&cinfo);
```

完成读取后释放结构体

### 2.2.3 使用libjpeg把JPEG文件解析为RGB格式，在LCD上显示

根据上节的解析，利用上述的库函数将JPEG文件解析为RGB格式了。

```c
代码清单2.2
1.    /********************************************************************** 
2.   * 函数名称： IsJpg 
3.   * 功能描述：判断是否为Jpg文件 
4.   * 输入参数： ptData - 内含图像信息 
5.          strFileName - 文件名 
6.   * 返 回 值：0 - 不是JPG格式 其他-是JPG格式 
7.   ***********************************************************************/
8.    static int IsJpg(PT_PictureData ptData, const char *strFileName) 
9.    {
10.    int iRet;
11.    
12.    jpeg_stdio_src(&ptData->tInfo, ptData->ptFp);
13.    
14.    /* 用jpeg_read_header获得jpeg信息*/
15.    iRet = jpeg_read_header(&ptData->tInfo, TRUE);
16.      
17.      return (iRet == JPEG_HEADER_OK);
18.    }
19.    
20.    /********************************************************************** 
21.   * 函数名称： DecodeJpg2Rgb 
22.   * 功能描述：把JPG文件解析为RGB888格式 
23.   * 输入参数： ptData - 内含文件信息 
24.   *         strFileName - 文件名 
25.   * 输出参数：PT_PictureData->pucRgbData - 内含rgb数据 
26.   * 返 回 值：0 - 成功 其他-失败 
27.   ***********************************************************************/
28.    static int DecodeJpg2Rgb(const char *strFileName, PT_PictureData ptData){
29.    int iRowSize;
30.    unsigned char *pucbuffer;
31.    unsigned char *pucHelp;//辅助拷贝变量
32.      
33.    /* 1.分配和初始化一个jpeg_compress_struct结构体 */
34.    ptData->tInfo.err = jpeg_std_error(&ptData->tJerr);
35.    jpeg_create_decompress(&ptData->tInfo);
36.    
37.    
38.    /* 2.指定源文件*/
39.    if ((ptData->ptFp= fopen(strFileName, "rb")) == NULL) {
40.      fprintf(stderr, "can't open %s\n", strFileName);
41.      return -1;
42.    }
43.    
44.    /* 3.获得jpg信息头并设置解压参数并判断是否为JPEG格式文件 */
45.    if (!IsJpg(ptData, strFileName)) {
46.    printf("file is not jpg ...\n");
47.    return -1;
48.    } 
49.    
50.      
51.    
52.    /* 默认尺寸为原尺寸 */
53.    ptData->tInfo.scale_num = 1;
54.    ptData->tInfo.scale_denom = 1;
55.    /* 4. 启动解压：jpeg_start_decompress */ 
56.    jpeg_start_decompress(&ptData->tInfo);
57.    
58.    
59.    /* 解压完成后可以通过tInfo中的成员获得图像的某些信息 */
60.    ptData->iWidth= ptData->tInfo.output_width;
61.    ptData->iHeight = ptData->tInfo.output_height;
62.    ptData->iBpp = ptData->tInfo.output_components*8;
63.    /* 计算一行的数据长度 */ 
64.    iRowSize = ptData->iWidth * ptData->tInfo.output_components;
65.    pucbuffer = malloc(iRowSize);
66.    ptData->iRgbSize= iRowSize * ptData->iHeight;
67.    ptData->pucRgbData = malloc(ptData->iRgbSize);
68.    
69.    /* pucHelp指向ptData->pucRgbData首地址 */
70.    pucHelp = ptData->pucRgbData;
71.    /*5.循环调用jpeg_read_scanlines来一行一行地获得解压的数据 */
72.    while (ptData->tInfo.output_scanline < ptData->tInfo.output_height) 
73.    {
74.      /* 调用jpeg_read_scanlines得到的时候会存到pucbuffer中 */
75.      jpeg_read_scanlines(&ptData->tInfo, &pucbuffer, 1);
76.      /* 将数据一行行读到缓冲区中 */
77.      memcpy(pucHelp,pucbuffer,iRowSize);
78.      pucHelp+= iRowSize;
79.    }
80.    free(pucbuffer);
81.    /* 6.完成读取 */
82.    jpeg_finish_decompress(&ptData->tInfo);
83.    /* 7.释放jpeg_compress_struct结构体 */
84.    jpeg_destroy_decompress(&ptData->tInfo);
85.    return 0;
86.    }
```