Android直播开发之旅(15)：libjpeg库的编译移植与使用

1. libjpeg介绍

 libJPEG库是一款功能强大的JPEG图像处理开源库，它支持将图像数据压缩编码为JPEG格式和对原有的JPEG图像解压缩，Android系统底层处理图片压缩就是用得libJPEG库。但有一点需要注意的是，为了适配低版本的Android手机，Android系统在内部的压缩算法并没有采用普通的哈夫曼(Huffman)算法，因为哈夫曼算法比较占CPU，从而导致Android在压缩的同时保持较高的图像质量和色彩丰富时，压缩的性能不是很好。基于此，本文将使用AS的Cmake工具编译libJPEG-turbo源码，然后通过JNI/NDK技术编写采样哈夫曼算法压缩接口，以提高在Android中图片压缩质量。

注：libjpeg-turbo是针对libjpeg库的一个优化版本。

1.1 哈夫曼编码

 Haffman编码是Huffman于1952年提出的一种高效的无损压缩编码方法(注：压缩20%~90%)，该方法的编码的码长是可变的，它完全依据字符出现概率(频率)来构造异字头的平均长度最短的码字，即对于出现概率(频率)高的信息，编码的码长较短；对于出现概率(频率)高的信息，编码的码长较长。在图像压缩的应用场景中，Haffman编码的基本方法是先对图像数据扫描一遍，计算出各种像素出现的概率，按概率的大小指定不同长度的唯一码字，由此得到一张该图像的Haffman码表。编码后的图像数据记录的是每个像素的码字，而码字与实际像素值的对应关系记录在码表中。

• Haffman树

 假设有n个权值{w1,w2,…,wn}，构造一棵有n个叶子结点的二叉树，每个叶子结点带权为wk，每个叶子的路径长度为lk，则其中树的带权路径长度WPL=∑(wk*lk)最小的二叉树称为赫夫曼树，也称最优二叉树。举个栗子：

 该树的带权路径长度：WPL=∑(wklk) = 110+270+315+3*5=210

• Haffman算法原理

 假设需要编码的字符集为{d1,d2,…dn}，各个字符在电文中出现的次数或频率集合为{w1,w2,…,wn}，以d1,d2,…,dn作为叶子结点，以w1,w2,…,wn作为相应叶子结点的权值来构造一棵赫夫曼树。规定：赫夫曼树的左分支代表0，右分支代表1，则从根结点到叶子结点所经过的路径分支组成的0和1的序列便为该结点对应字符的编码，这就是Haffman编码。

举个栗子：对字符串“BADCADFEED”进行Haffman编码？

首先，计算每个字母出现的概率A 27%，B 8%，C 15%，D 15%，E 30%，F 5%；
其次，构造一颗哈夫曼树(左小，右大)，并将每个叶子节点的左右权值分别改为0,1；

第三，将每个字母从根节点到叶子结点所经过的路径0或1来编码；

最后，得到字符串的Haffman编码。
即“BADCADFEED”的Haffman编码为“1001010010101001000111100”。

1.2 libjpeg编码与解码

1. 压缩JPEG

(1) 分配和初始化JPEG压缩对象jpeg_compress_struct，并设置错误处理模块。

// JPEG压缩编码的核心结构体，位于源码jpeglib.h
// 它包含了各种压缩参数和指向工作空间的指针(JPEG库所需内存)等
struct jpeg_compress_struct cinfo;
// JPEG错误处理结构体，位于源码jpeglib.h
struct jpeg_error_mgr jerr;
// 设置错误处理对象，以防初始化失败，比如内存溢出
cinfo.err = jpeg_std_error(&jerr);
// 初始化JPEG压缩对象(结构体对象)
jpeg_create_compress(&cinfo);

(2) 指定压缩数据输出。这里假设指定一个文件路径，然后将压缩后的JPEG数据存储到该文件中。

// 打开指定路径的文件
if ((outfile = fopen(filename, "wb")) == NULL) {
    fprintf(stderr, "can't open %s\n", filename);
    exit(1);
}
// 指定JPEG压缩数据保存位置
jpeg_stdio_dest(&cinfo, outfile);

(3) 设置压缩参数。当然，首先我们需要填充输入图像的相关信息，比如宽高、颜色空间等。

// 获取输入图像信息
cinfo.image_width = image_width;     // 宽度
cinfo.image_height = image_height;   // 高度
cinfo.input_components = 3;          // 每个像素占的颜色分量数量
cinfo.in_color_space = JCS_RGB;      // 颜色空间，RGB
// 设置压缩参数
cinfo.optimize_coding = true;  // 压缩优化
cinfo.arith_code = false;  // 使用哈夫曼编码
jpeg_set_defaults(&cinfo);
// 设置压缩质量，0~100
jpeg_set_quality(&cinfo, quality, true);

(4) 启动压缩引擎，并按行处理数据。由于图像数据在内存中是以字节为单位按顺序存储的，对于一张尺寸为wxh图像来说，它在内存中是按行存储的，共h行，至于每行占多少个字节由w和每个像素大小决定。假如这里有张分辨率为640x480且颜色空间为RGB的图像(每个像素占三个分量，即R分量、G分量、B分量，每个分量占1个字节)，那么，在内存中每行占640x3=1920字节，共480行，因此这张图片在内存中总共占[wx像素)xh]=[(640x3)x480]=921600字节。

// 开启压缩引擎
jpeg_start_compress(&cinfo, TRUE);

extern JSAMPLE *image_buffer;   // 存储要压缩的图像数据，按R、G、B分量顺序
extern int image_height;        // 图像行数
extern int image_width;         // 图像列数
// 存储行起始地址
JSAMPROW row_pointer[1]; 
// 图像缓冲区中的物理行宽度,其中，对于RGB来说，每个像素占3个颜色分量
// 每个分量占一个字节，那么图像中一行的宽度为：（width * 3）
// 即cinfo.image_width * cinfo.input_components
int row_stride = cinfo.image_width * cinfo.input_components;
// 按行读取图像数据
// 然后进行压缩，并存储到目的地址中
while (cinfo.next_scanline < cinfo.image_height) {
    // 从数据源缓存区image_buffer读取一行数据
    // 并将起始地址赋值给row_pointer[0]
    row_pointer[0] = &image_buffer[cinfo.next_scanline * row_stride];
    // 将image_buffer中的数据写到JPEG编码器中
    (void)jpeg_write_scanlines(&cinfo, row_pointer, 1);
}

(5) 结束压缩，释放资源。

// 停止压缩
jpeg_finish_compress(&cinfo);
// 关闭文件描述符
fclose(outfile);
// 释放引擎所占资源
jpeg_destroy_compress(&cinfo);

2. 解码JPEG

(1) 分配、初始化JPEG解压对象

// JPEG解压结构体
struct jpeg_decompress_struct cinfo;

// 1. 设置程序错误处理
// 这里对错误处理做了优化，对标准的error_exit方法做了处理

// 
// typedef struct my_error_mgr *my_error_ptr;
// METHODDEF(void) my_error_exit(j_common_ptr cinfo) {
//      my_error_ptr myerr = (my_error_ptr)cinfo->err;
//      (*cinfo->err->output_message) (cinfo);
//      longjmp(myerr->setjmp_buffer, 1);
// }
struct my_error_mgr {
      struct jpeg_error_mgr pub;    // 错误处理结构体
      jmp_buf setjmp_buffer;        // 异常信息，回调给调用者
};
struct my_error_mgr jerr;           
cinfo.err = jpeg_std_error(&jerr.pub); // 设置错误处理标准程序
jerr.pub.error_exit = my_error_exit;   // 使用自定义的error_exit函数
if (setjmp(jerr.setjmp_buffer)) {      
    jpeg_destroy_decompress(&cinfo);
    fclose(infile);
    return 0;
}
// 2. 初始化JPEG解压对象
jpeg_create_decompress(&cinfo);

(2) 指定数据源(待解压JPEG图像)

// 打开待解压的JPEG文件
if ((infile = fopen(filename, "rb")) == NULL) {
    fprintf(stderr, "can't open %s\n", filename);
    return 0;
}
// 将JPEG文件指定为数据源
jpeg_stdio_src(&cinfo, infile);

(3) 读取JPEG图像文件头部参数

(void)jpeg_read_header(&cinfo, TRUE);

(4) 设置解压参数，开始解压。这里我们无需改变JPEG图像文件的头部信息，因此，不设置解压参数。

// 开始解压
(void)jpeg_start_decompress(&cinfo);

(5) 读取图像数据存储到缓存区buffer中。

// 计算图像存储在物理内存中每一行占的大小(字节)
// 即图像的宽*每个像素所占分量数
int row_stride = cinfo.output_width * cinfo.output_components;
// 分配存储解压数据的缓存区
JSAMPARRAY buffer = (*cinfo.mem->alloc_sarray)
                ((j_common_ptr)&cinfo, JPOOL_IMAGE, row_stride, 1);
// 循环读取output_height行字节数据，存储到buffer缓存区中
while (cinfo.output_scanline < cinfo.output_height) {
    (void)jpeg_read_scanlines(&cinfo, buffer, 1);
    // 将得到的解压数据作进一步处理
    // 这里如要自己实现，如定义一个函数
    // put_scanline_someplace(buffer[0], row_stride);
}

(6) 结束解压，释放资源

// 停止解压
(void)jpeg_finish_decompress(&cinfo);
// 释放内存资源
jpeg_destroy_decompress(&cinfo);
fclose(infile);

1.3 libjpeg源码分析

• jpeg_compress_struct结构体

 JPEG压缩编码的核心结构体，它被声明在jpeglib.h头文件中，其包含了存储输入图像参数信息、压缩参数以及指向工作空间的指针(JPEG库所需内存)等。jpeg_compress_struct结构体声明(部分)如下：

struct jpeg_compress_struct {
    struct jpeg_destination_mgr *dest; // 已压缩数据存储地址
    JDIMENSION image_width;      // 输入图像宽度，unsigned int类型
    JDIMENSION image_height;     // 输入图像高度
    int input_components;        // 输入图像颜色分量数量
    J_COLOR_SPACE in_color_space; // 输入图像颜色空间，如JCS_RGB
    int data_precision; // 压缩后图像数据的位精度
    int num_components; // 压缩后JPEG图像的颜色分量数量
    J_COLOR_SPACE jpeg_color_space; // 压缩后JPEG图像的颜色空间
    peg_component_info *comp_info;  
    boolean raw_data_in;  // 为TRUE，表示向下采样数据
    boolean arith_code;   // 为FALSE，表示使用Huffman编码，否则为算术编码
    boolean optimize_coding; // 为TRUE,表示优化熵编码参数
    int smoothing_factor; 	 // 1~100,其中，0表示平滑输入
    J_DCT_METHOD dct_method;   // DCT算法选择器，
    JDIMENSION next_scanline;  // 逐行扫描图像时下一行行号，0~(image_h-1)
    ...
  // 与压缩相关的结构体
  struct jpeg_comp_master *master;
  struct jpeg_c_main_controller *main;
  struct jpeg_c_prep_controller *prep;
  struct jpeg_c_coef_controller *coef;
  struct jpeg_marker_writer *marker;
  struct jpeg_color_converter *cconvert;
  struct jpeg_downsampler *downsample;
  struct jpeg_forward_dct *fdct;
  struct jpeg_entropy_encoder *entropy;
  jpeg_scan_info *script_space;
  int script_space_size;
}；

• jpeg_decompress_struct结构体

 该结构体是libjpeg解压缩JPEG图像的核心结构体，位于它被声明在jpeglib.h头文件中，其包含了待解压缩JPEG图像的基本信息，如图像的宽高、每个像素所占颜色分量数目、颜色空间等，同时也包括解压所需配置的各种参数等等。jpeg_decompress_struct结构体声明(部分)如下：

struct jpeg_decompress_struct {
    jpeg_common_fields;          // 与jpeg_compress_strue共用成员变量，包括err等       
    struct jpeg_source_mgr *src; // 待解压的压缩数据源
    
    /** 待解压JPEG图像的基本信息
    *	通过jpeg_read_header()函数获取填充
    */
    
    JDIMENSION image_width;     // 图像的宽度
    JDIMENSION image_height;    // 图像的高度  
    int num_components;         // 图像每个像素所占分量数量
    J_COLOR_SPACE jpeg_color_space; // JPEG图像颜色空间

    /* 解压处理参数，需要调用jpeg_start_decompress()之前设置
    *   注意：调用jpeg_read_header()函数后这些参数会被赋予初始值
   */

    J_COLOR_SPACE out_color_space; // 输出颜色空间
    unsigned int scale_num, scale_denom; // 缩放图像factor
    double output_gamma;          /* image gamma wanted in output */

    boolean buffered_image;       /* TRUE=multiple output passes */
    boolean raw_data_out;         /* TRUE=downsampled data wanted */
    J_DCT_METHOD dct_method;      // IDCT算法选择器
    boolean do_fancy_upsampling;  /* TRUE=apply fancy upsampling */
    boolean do_block_smoothing;   /* TRUE=apply interblock smoothing */
    boolean quantize_colors;      /* TRUE=colormapped output wanted */
    ...

    /* 描述输入待解压图像的基本信息，当调用jpeg_start_decompress()
    * 时，会被自动计算赋值，当然，我们也在调用jpeg_start_decompress()
    * 之前通过调用jpeg_calc_output_dimensions()
   */
	
    JDIMENSION output_width;      // 输出图像宽度
    JDIMENSION output_height;     // 输出图像高度
    int out_color_components;     // out_color_components中的颜色分量数目
    int output_components;        // 颜色分量数目

    // 从jpeg_read_scanlines()中读取下一个扫描行的行索引
    // 大小为 0 .. output_height-1
    JDIMENSION output_scanline;

	...
    // 与解压缩相关的结构体对象
    struct jpeg_decomp_master *master;
    struct jpeg_d_main_controller *main;
    struct jpeg_d_coef_controller *coef;
    struct jpeg_d_post_controller *post;
    struct jpeg_input_controller *inputctl;
    struct jpeg_marker_reader *marker;
    struct jpeg_entropy_decoder *entropy;
    struct jpeg_inverse_dct *idct;
    struct jpeg_upsampler *upsample;
    struct jpeg_color_deconverter *cconvert;
    struct jpeg_color_quantizer *cquantize;
};

• jpeg_error_mgr结构体

 该结构体用于异常处理，被声明于jpeglib.h头文件中，它的部分声明如下：

struct jpeg_error_mgr {
    void (*error_exit) (j_common_ptr cinfo);  // 异常退出捕获函数
    void (*emit_message) (j_common_ptr cinfo, int msg_level);
    void (*output_message) (j_common_ptr cinfo);
    void (*format_message) (j_common_ptr cinfo, char *buffer);
    void (*reset_error_mgr) (j_common_ptr cinfo);
    ...
    const char * const *jpeg_message_table; // library错误信息
    const char * const *addon_message_table; // 非library错误信息
};

• *函数：jpeg_std_error(struct jpeg_error_mgr err)

 该函数实现在jerror.c源文件中，它的作用就是初始化jpeg_error_mgr结构体对象err，即对对象中的成员赋初始值，比如将err对象error_exit字段赋值为error_exit函数，该函数是jerror.c源文件已经实现的函数，作用在于当引擎异常退出(如分配内存失败)时释放引擎所占的资源。jpeg_std_error函数实现如下：

GLOBAL(struct jpeg_error_mgr *)
jpeg_std_error(struct jpeg_error_mgr *err)
{
  err->error_exit = error_exit; // 异常退出处理函数
  err->emit_message = emit_message;
  err->output_message = output_message;
  err->format_message = format_message;
  err->reset_error_mgr = reset_error_mgr;

  err->trace_level = 0;         /* default = no tracing */
  err->num_warnings = 0;        /* no warnings emitted yet */
  err->msg_code = 0;            /* may be useful as a flag for "no error" */

  /* Initialize message table pointers */
  err->jpeg_message_table = jpeg_std_message_table;
  err->last_jpeg_message = (int)JMSG_LASTMSGCODE - 1;

  err->addon_message_table = NULL;
  err->first_addon_message = 0; /* for safety */
  err->last_addon_message = 0;

  return err;
}

// error_exit()函数
METHODDEF(void)
error_exit(j_common_ptr cinfo)
{
  /* Always display the message */
  (*cinfo->err->output_message) (cinfo);
  /* Let the memory manager delete any temp files before we die */
  jpeg_destroy(cinfo);
  exit(EXIT_FAILURE);
}

• 函数：jpeg_create_compress(cinfo)

 该函数的作用为结构体jpeg_compress_struct分配内存资源，并初始化相关成员变量，需要注意的是，在调用该函数之前，我们需要设置该结构体的err字段，以便处理初始化失败时异常情况。它被声明在jpeglib.h头文件中，它的具体实现实际上是jpeg_CreateCompress()函数，该函数位于jcapimin.c源文件中。

// #define jpeg_create_compress(cinfo) \
//  jpeg_CreateCompress((cinfo), JPEG_LIB_VERSION, \
//                      (size_t)sizeof(struct jpeg_compress_struct))
GLOBAL(void)
    jpeg_CreateCompress(j_compress_ptr cinfo, int version, size_t structsize)
{
    int i;
    cinfo->mem = NULL;          
    if (version != JPEG_LIB_VERSION)
        ERREXIT2(cinfo, JERR_BAD_LIB_VERSION, JPEG_LIB_VERSION, version);
    if (structsize != sizeof(struct jpeg_compress_struct))
        ERREXIT2(cinfo, JERR_BAD_STRUCT_SIZE,
                 (int)sizeof(struct jpeg_compress_struct), (int)structsize);
    {
        struct jpeg_error_mgr *err = cinfo->err;
        void *client_data = cinfo->client_data; 
        MEMZERO(cinfo, sizeof(struct jpeg_compress_struct));
        cinfo->err = err;
        cinfo->client_data = client_data;
    }
    cinfo->is_decompressor = FALSE;

    // 初始化cinfo对象的内存管理器实例
    jinit_memory_mgr((j_common_ptr)cinfo);

    /* Zero out pointers to permanent structures. */
    cinfo->progress = NULL;
    cinfo->dest = NULL;

    cinfo->comp_info = NULL;

    for (i = 0; i < NUM_QUANT_TBLS; i++) {
        cinfo->quant_tbl_ptrs[i] = NULL;
        #if JPEG_LIB_VERSION >= 70
        cinfo->q_scale_factor[i] = 100;
        #endif
    }

    for (i = 0; i < NUM_HUFF_TBLS; i++) {
        cinfo->dc_huff_tbl_ptrs[i] = NULL;
        cinfo->ac_huff_tbl_ptrs[i] = NULL;
    }

    #if JPEG_LIB_VERSION >= 80
    /* Must do it here for emit_dqt in case jpeg_write_tables is used */
    cinfo->block_size = DCTSIZE;
    cinfo->natural_order = jpeg_natural_order;
    cinfo->lim_Se = DCTSIZE2 - 1;
    #endif

    cinfo->script_space = NULL;

    cinfo->input_gamma = 1.0;     /* in case application forgets */
	// 设置初始化完毕标志
    cinfo->global_state = CSTATE_START;
}

• *函数：jpeg_stdio_dest(j_compress_ptr cinfo, FILE outfile)

 该函数的作用是将输入待压缩图像文件流赋值给my_destination_mgr结构体的outfile字段，它被声明在libjpeg.h头文件中，具体实现在jdatadst.c源文件中。jpeg_stdio_dest函数源码如下：

GLOBAL(void)
jpeg_stdio_dest(j_compress_ptr cinfo, FILE *outfile)
{
  /**my_destination_mgr结构体：
  *
  *	typedef struct {
  *		struct jpeg_destination_mgr pub; 
  *		FILE *outfile;  // 目标文件流              
  *		JOCTET *buffer; // buffer缓存              
  *	} my_destination_mgr;
  *	typedef my_destination_mgr *my_dest_ptr;
  */
  my_dest_ptr dest;
  if (cinfo->dest == NULL) {   
    cinfo->dest = (struct jpeg_destination_mgr *)
      (*cinfo->mem->alloc_small) ((j_common_ptr)cinfo, JPOOL_PERMANENT,
                                  sizeof(my_destination_mgr));
  } else if (cinfo->dest->init_destination != init_destination) {
     ERREXIT(cinfo, JERR_BUFFER_SIZE);
  }
  // 将cinfo的dest成员变量赋值给结构体dest
  dest = (my_dest_ptr)cinfo->dest;
  dest->pub.init_destination = init_destination;
  dest->pub.empty_output_buffer = empty_output_buffer;
  dest->pub.term_destination = term_destination;
  // 将文件流存储地址赋值给my_dest_ptr结构体的outfile成员变量
  dest->outfile = outfile;
}

• 函数：jpeg_write_scanlines(j_compress_ptr cinfo, JSAMPARRAY scanlines,JDIMENSION num_lines)

 该函数的作用时从待压缩图像数据源缓存区scanlines，读出num_lines行数据写入到编码压缩引擎中，并进行编码压缩处理。当然，在写入数据之前该函数会去判断当前引擎的状态是否为启动，且读取的行数是否超限。jpeg_write_scanlines函数被声明在jpeglib.h中，实现在jcapistd.c源文件中，具体源码如下：

// typedef char JSAMPLE;
// typedef JSAMPLE *JSAMPROW;
// typedef JSAMPROW *JSAMPARRAY;
GLOBAL(JDIMENSION)
jpeg_write_scanlines(j_compress_ptr cinfo, JSAMPARRAY scanlines,
                     JDIMENSION num_lines)
{
  JDIMENSION row_ctr, rows_left;
  // 判断编码引擎的状态是否为CSTATE_SCANNING
  if (cinfo->global_state != CSTATE_SCANNING)
    ERREXIT1(cinfo, JERR_BAD_STATE, cinfo->global_state);
  // 判断当前行数是否超过待压缩图像的高度
  if (cinfo->next_scanline >= cinfo->image_height)
    WARNMS(cinfo, JWRN_TOO_MUCH_DATA);
  if (cinfo->progress != NULL) {
    cinfo->progress->pass_counter = (long)cinfo->next_scanline;
    cinfo->progress->pass_limit = (long)cinfo->image_height;
    (*cinfo->progress->progress_monitor) ((j_common_ptr)cinfo);
  }
  if (cinfo->master->call_pass_startup)
    (*cinfo->master->pass_startup) (cinfo);
  rows_left = cinfo->image_height - cinfo->next_scanline;
  if (num_lines > rows_left)
    num_lines = rows_left;

  row_ctr = 0;
  // 将num_lines行待压缩数据传入jpeg_c_main_controller结构体的process_data函数中
  // 至于是如何处理的，我们这里就不继续分析了
  (*cinfo->main->process_data) (cinfo, scanlines, &row_ctr, num_lines);
  cinfo->next_scanline += row_ctr;
  return row_ctr;
}

• 函数：jpeg_read_scanlines(j_decompress_ptr cinfo, JSAMPARRAY scanlines,
  JDIMENSION max_lines)

 该函数的作用是从解压器中读取max_lines行解压数据存储到scanlines指向的缓存中。它被声明在jpeglib.h头文件中，实现在jdapistd.c源文件，具体源码如下：

GLOBAL(JDIMENSION)
jpeg_read_scanlines(j_decompress_ptr cinfo, JSAMPARRAY scanlines,
                    JDIMENSION max_lines)
{
  JDIMENSION row_ctr;
  // 处理边界
  if (cinfo->global_state != DSTATE_SCANNING)
    ERREXIT1(cinfo, JERR_BAD_STATE, cinfo->global_state);
  if (cinfo->output_scanline >= cinfo->output_height) {
    WARNMS(cinfo, JWRN_TOO_MUCH_DATA);
    return 0;
  }
  if (cinfo->progress != NULL) {
    cinfo->progress->pass_counter = (long)cinfo->output_scanline;
    cinfo->progress->pass_limit = (long)cinfo->output_height;
    (*cinfo->progress->progress_monitor) ((j_common_ptr)cinfo);
  }

  // 从解压器中读取解压数据，存储到scanlines缓存中
  row_ctr = 0;
  (*cinfo->main->process_data) (cinfo, scanlines, &row_ctr, max_lines);
  cinfo->output_scanline += row_ctr;
  return row_ctr;
}

2. libjpeg编译与移植

2.1 使用Cmake编译libJPEG-turbo源码

(1) 新建Android工程libjpeg，并将libjpeg-turbo源码全部拷贝到src/main/cpp目录下；

(3) 修改Android工程的build.gradle，配置libjpeg-turbo的CmakeLists.txt；

android {
    compileSdkVersion 28



    defaultConfig {
        applicationId "com.jiangdg.libjpeg"
        minSdkVersion 15
        targetSdkVersion 28
        versionCode 1
        versionName "1.0"

        testInstrumentationRunner "android.support.test.runner.AndroidJUnitRunner"

        externalNativeBuild {
            cmake {
                cppFlags ""
                 // 配置编译的平台版本
                abiFilters "armeabi", "armeabi-v7a", "arm64-v8a"
            }
        }
    }

    buildTypes {
        release {
            minifyEnabled false
            proguardFiles getDefaultProguardFile('proguard-android.txt'), 'proguard-rules.pro'
        }
    }


    externalNativeBuild {
        cmake {
            path "src\\main\\cpp\\CMakeLists.txt"//路径改为cpp文件夹下CMakeList的路径
        }
//        cmake {
//            path file('CMakeLists.txt')
//        }
    }

}

(3) 编译Android项目，得到对应平台架构的libjpeg.so文件，以及jconfig.h、jconfigint.h头文件。

Github项目地址：libjpeg4Android，欢迎star or issues.

2.2 使用libjpeg压缩编码JPEG图像

(1) 新建Android项目HandleJpeg，拷贝头文件jconfig.h、jconfigint.h、jpeglib.h和jmorecfg.h到src/main/cpp目录，同时拷贝动态库libjpeg.so到src/main/jniLibs目录下(如果没有创建一个)。

(2) 配置CmakeList.txt，导入libjpeg.so

cmake_minimum_required(VERSION 3.4.1)
set(CMAKE_VERBOSE_MAKEFILE  on)

# 设置so输出路径
set(CMAKE_LIBRARY_OUTPUT_DIRECTORY  ${PROJECT_BINARY_DIR}/libs)

# 指定libjpeg动态库路径
set(jpeglibs "${CMAKE_SOURCE_DIR}/src/main/jniLibs")

# 导入第三方库：libjpeg.so
add_library(libjpeg SHARED IMPORTED)
set_target_properties(libjpeg PROPERTIES
         IMPORTED_LOCATION "${jpeglibs}/${ANDROID_ABI}/libjpeg.so")

set(CMAKE_CXX_FLAGS  "${CMAKE_CXX_FLAGS} -std=gnu++11 -fexceptions -frtti")

# 配置、链接动态库
add_library(
        jpegutil

        SHARED

        src/main/cpp/NativeJPEG.cpp)

# 查找NDK原生库log，android
find_library(log-lib log)
find_library(android-lib android)

# 链接所有库到jpegutil
# AndroidBitmapInfo需要库jnigraphics
target_link_libraries(jpegutil
        libjpeg
        jnigraphics
        ${log-lib}
        ${android-lib})

(3) 编写Java层native方法

/**
 *  使用libjpeg实现JPEG编码压缩、解压
 *
 * @author Jiangdg
 * @since 2019-08-12 09:54:00
 * */
public class JPEGUtils {
    static {
        System.loadLibrary("jpegutil");
    }

    public native static int nativeCompressJPEG(Bitmap bitmap, int quality, String outPath);
}

(4) 编写native层实现

// JPEG图形编码压缩、解压
// 采用libjpeg库(libjpeg_turbo版本)实现
//
// Created by Jiangdg on 2019/8/12.
//
#include 
#include 
#include 
#include 
#include "jpeglib.h"
#include 
#include 
#include 
#include 

#define TAG "NativeJPEG"
#define LOGI(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO,TAG,__VA_ARGS__)
#define UNSUPPORT_BITMAP_FORMAT -99
#define FAILED_OPEN_OUTPATH -100
#define SUCCESS_COMPRESS 1

typedef uint8_t BYTE;

// 自定义error结构体
struct my_error_mgr {
    struct jpeg_error_mgr pub;
    jmp_buf setjmp_buffer;
};

int compressJPEG(BYTE *data, int width, int height, jint quality, const char *path) {
    int nComponent = 3;
    FILE *f = fopen(path, "wb");
    if(f == NULL) {
        return FAILED_OPEN_OUTPATH;
    }

    // 初始化JPEG对象，为其分配空间
    struct my_error_mgr my_err;
    struct jpeg_compress_struct jcs;
    jcs.err = jpeg_std_error(&my_err.pub);
    if(setjmp(my_err.setjmp_buffer)) {
        return 0;
    }
    jpeg_create_compress(&jcs);

    // 指定压缩数据源，设定压缩参数
    // 使用哈夫曼算法压缩编码
    jpeg_stdio_dest(&jcs, f);
    jcs.image_width = width;
    jcs.image_height = height;
    jcs.arith_code = false; // false->哈夫曼编码
    jcs.input_components = nComponent;
    jcs.in_color_space = JCS_RGB;
    jpeg_set_defaults(&jcs);
    jcs.optimize_coding = quality;  // 压缩质量 0~100
    jpeg_set_quality(&jcs, quality, true);
    // 开始压缩，一行一行处理
    jpeg_start_compress(&jcs, true);
    JSAMPROW row_point[1];
    int row_stride;
    row_stride = jcs.image_width * nComponent;
    while(jcs.next_scanline < jcs.image_height) {
        row_point[0] = &data[jcs.next_scanline * row_stride];
        jpeg_write_scanlines(&jcs, row_point, 1);
    }
    // 结束压缩，释放资源
    if(jcs.optimize_coding != 0) {
        LOGI("使用哈夫曼压缩编码完成");
    }
    jpeg_finish_compress(&jcs);
    jpeg_destroy_compress(&jcs);
    fclose(f);
    return SUCCESS_COMPRESS;
}

const char *jstringToString(JNIEnv *env, jstring jstr) {
    char *ret;
    const char * c_str = env->GetStringUTFChars(jstr, NULL);
    jsize len = env->GetStringLength(jstr);
    if(c_str != NULL) {
        ret = (char *)malloc(len+1);
        memcpy(ret, c_str, len);
        ret[len] = 0;
    }
    env->ReleaseStringUTFChars(jstr, c_str);
    return ret;
}

extern  "C"
JNIEXPORT jint JNICALL
Java_com_jiangdg_natives_JPEGUtils_nativeCompressJPEG(JNIEnv *env, jclass type, jobject bitmap,
                                                      jint quality, jstring outPath_) {
    // 获取bitmap的属性信息
    int ret;
    int width, height, format;
    int color;
    BYTE r, g, b;
    BYTE *pixelsColor;
    BYTE *data, *tmpData;
    AndroidBitmapInfo androidBitmapInfo;
    const char *outPath = jstringToString(env, outPath_);
    LOGI("outPath=%s", outPath);
    if((ret = AndroidBitmap_getInfo(env, bitmap, &androidBitmapInfo)) < 0) {
        LOGI("AndroidBitmap_getInfo failed, error=%d", ret);
        return ret;
    }
    if((ret = AndroidBitmap_lockPixels(env, bitmap, reinterpret_cast<void **>(&pixelsColor))) < 0) {
        LOGI("AndroidBitmap_lockPixels failed, error=%d", ret);
        return ret;
    }
    width = androidBitmapInfo.width;
    height = androidBitmapInfo.height;
    format = androidBitmapInfo.format;
    LOGI("open image:w=%d, h=%d, format=%d", width, height, format);
    // 将bitmap转换为rgb数据,只处理RGBA_8888格式
    // 一行一行的处理，每个像素占4个字节，包括a、r、g、b三个分量，每个分量占8位
    data = (BYTE *)malloc(width * height * 3);
    tmpData = data;
    for(int i=0; i<height; ++i) {
        for(int j=0; j<width; ++j) {
            if(format == ANDROID_BITMAP_FORMAT_RGBA_8888) {
                color = *((int *)pixelsColor);
                b = (color >> 16) & 0xFF;
                g = (color >> 8) & 0xFF;
                r = (color >> 0) & 0xFF;
                *data = r;
                *(data + 1) = g;
                *(data + 2) = b;
                data += 3;
                // 处理下一个像素，在内存中即占4个字节
                pixelsColor += 4;
            } else {
                return UNSUPPORT_BITMAP_FORMAT;
            }
        }
    }
    if((ret = AndroidBitmap_unlockPixels(env, bitmap)) < 0) {
        LOGI("AndroidBitmap_unlockPixels failed,error=%d", ret);
        return ret;
    }
    // 编码压缩图片
    ret = compressJPEG(tmpData, width, height, quality, outPath);
    free((void *)tmpData);
    return ret;
}

 当然，如果你需要使用本工程生成的so运用到其他项目，需要编译本项目，AS会自动在.externalNativeBuild/…/libs目录下生成libjpegtil.so文件，然后，将libjpegtil.so和libjpeg.so同时拷贝到目标工程中即可。

Github项目地址：HandleJpeg，欢迎star or issues.