libjpeg库的用法

libjpeg用法

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libjpeg库简介

    libjpeg是一个完全用C语言编写的库,包含了被广泛使用的JPEG解码、JPEG编码和其他的JPEG功能的实现。这个库由独立JPEG工作组维护。最新版本号是6b,于1998年发布。可以参考维基百科关于libjpeg的介绍http://zh.wikipedia.org/wiki/Libjpeg

libjpeg库的数据结构
    用libjpeg库解码jpeg数据的时候,最重要的数据类型为struct jpeg_decompress_struct,一般变量定义成cinfo变量,该变量保存着jpeg数据的详细信息,也保存着解码之后输出数据的详细信息。

一般情况下,每次调用libjpeg库API(Application Programming Interface,应用程序编程接口)的时候都需要把这个变量作为第一个参数传入。另外用户也可以通过修改该变量来修改libjpeg行为,比如输出数据格式,libjpeg库可用的最大内存等等。

libjpeg库的使用

1、设置出错处理函数
    “天有不测风云”,我们使用libjpeg库的时候难免会产生错误,所以我们在使用libjpeg解码之前,首先要做好错误处理。在libjpeg库中,实现了默认错误处理函数,当错误发生时,比如如果内存不足(非常可能发生,后面会介绍)等,则默认错误处理函数将会调用exit函数结束整个进程,详细内容可以参考jerror.c文件。这个对于很多用户来说这样的特性是不合适的,不过libjpeg提供了接口让我们注册自定义错误处理函数。

    在C语言中没有C++的异常处理机制,但是提供了setjmp和longjmp机制来实现类似的功能,如果你对这个机制不熟悉的话,请查阅C语言手册。

C代码   收藏代码
  1. "font-size: medium;">struct my_error_mgr {  
  2.     struct jpeg_error_mgr pub;    /* "public" fields */  
  3.     jmp_buf setjmp_buffer;    /* for return to caller */  
  4. };  
  5. typedef struct my_error_mgr * my_error_ptr;  
  6. cinfo.err = jpeg_std_error(&jerr.pub);  
  7. jerr.pub.error_exit = my_error_exit;  
  8. if (setjmp(jerr.setjmp_buffer)) {  
  9.     jpeg_destroy_decompress(&cinfo);  
  10.     fclose(infile);  
  11.     return -1;  
  12. }  
  13.   

 

    上述代码中的重点在于我们向libjpeg注册了一个my_error_exit回调函数,当发生错误的时候,该回调函数将会被调用。然后我们调用setjmp函数,设置一个返回点。这样我们在my_error_exit回调函数处理完错误信息之后,就可以调用longjmp函数返回到这里,在这个返回点进行资源的释放(非常重要,否则将会内存泄漏)。我们再看看my_error_exit回调函数的实现:

C代码   收藏代码
  1. "font-size: medium;">METHODDEF(void) my_error_exit (j_common_ptr cinfo)  
  2. {  
  3.     my_error_ptr myerr = (my_error_ptr) cinfo->err;  
  4.     (*cinfo->err->output_message) (cinfo);  
  5.     longjmp(myerr->setjmp_buffer, 1);  
  6. }  
  7.   

 

    可以通过检查cinfo->err->msg_code的值来判断错误类型,进行相应的处理。本例中只是简单的打印一个错误信息。最后调用longjmp跳转到setjmp调用的地方。

2、初始化解码对象
    要使用libjpeg解码jpeg数据,这步是必须要做的。

C代码   收藏代码
  1. "font-size: medium;">FILE * infile;  
  2. if ((infile = fopen(filename, "rb")) == NULL) {  
  3.     fprintf(stderr, "can't open %s\n", filename);  
  4.     return -1;  
  5. }  
  6. jpeg_create_decompress(&cinfo);  
  7.   

 

    这步之后,如果结束解码或者出错之后,需要调用jpeg_destroy_decompress销毁解码对象,否则将会内存泄漏。
3、初始化源数据
    在libjpeg库中仅仅提供了文件作为输入数据的接口,在example.c中代码如下:
jpeg_stdio_src(&cinfo, infile);
    这个设计我个人觉得非常不合理,我觉得一个友好的库,需要能够接受各式各样的输入(内存数据,网络数据等等)。比较友好的做法是提供几种常用的输入数据支持(在libjpeg中如:文件输入等)。然后还要提供一个用户注册自定义输入函数(回调函数)的接口,这样库就可以适配现实生活中各式各样的输入数据类型了。Simon也在以前的博文中写过怎样修改libjpeg库,使之能够解码内存buffer中的jpeg数据,请参考《LibJpeg解码内存中的Jpeg数据》
http://my.unix-center.net/~Simon_fu/?p=565。当然Simon没有扩展libjpeg库让其支持用户注册自定义输入函数(回调函数),有兴趣的朋友可以自行实现。
4、读取jpeg文件的头信息
    这个和初始化解码对象一样,是必须要调用的,是约定,没什么好说的。

Java代码   收藏代码
  1. "font-size: medium;">jpeg_read_header(&cinfo, TRUE);  
  2.   

 
5、设置解码参数
    很多情况下,这步非常重要。比如设置输出格式,设置scale(缩放)等等功能都是在这一步设置。参数设置通过修改上步得到cinfo的值来实现。这里简单介绍一下一些常用的字段。out_color_space:输出的颜色格式,libjpeg定义如下:

C代码   收藏代码
  1. "font-size: medium;">typedef enum {  
  2.     JCS_UNKNOWN,        /* error/unspecified */  
  3.     JCS_GRAYSCALE,        /* monochrome */  
  4.     JCS_RGB,        /* red/green/blue */  
  5.     JCS_YCbCr,        /* Y/Cb/Cr (also known as YUV) */  
  6.     JCS_CMYK,        /* C/M/Y/K */  
  7.     JCS_YCCK,        /* Y/Cb/Cr/K */  
  8.     #ifdef ANDROID_RGB  
  9.          JCS_RGBA_8888,  /* red/green/blue/alpha */  
  10.         JCS_RGB_565     /* red/green/blue in 565 format */  
  11.     #endif  
  12.  } J_COLOR_SPACE;  
  13.   

 
我们可以看出谷歌在Android扩展了几种输出格式,那么如果你需要的颜色格式输出格式libjpeg不支持(比如:YUYV等颜色格式),那么请参考Android对libjpeg的扩展自行修改,不用担心复杂性,实现起来比较easy。请重点研究jdcolor.c文件中的jinit_color_deconverter函数。

scale_num,scale_denom:因为实际的显示设备千变万化,我们可能需要根据实际情况对输出数据进行一些缩放才能够显示。libjpeg支持对输出数据进行缩放(scale),这个变量就是用来设置缩放的参数。目前libjpeg支持1/2,1/4,1/8三种缩放。

mem:可以指定内存管理相关的内容,比如分配和释放内存,指定libjpeg可以使用的最大内存。默认情况下不同的平台下面都有一个libjpeg默认最大可用内存值,比如Android平台上面该值为10000000L(10M),请参考jmemxxxx.c文件中的DEFAULT_MAX_MEM,了解不同平台的默认最大内存值。通过修改mem->pub.max_memory_to_use的值,库的使用者可以自定义libjpeg可以使用的最大内存值。

6、开始解码
    经过前面的参数设置,我们可以开始解码了,没有什么好说的。
jpeg_start_decompress(&cinfo);

7、读取解码数据(我们打印到终端看看)

C代码   收藏代码
  1. "font-size: medium;">    buffer = (unsigned char *) malloc(cinfo.output_width * cinfo.output_components);  
  2.     while (cinfo.output_scanline < cinfo.output_height) {  
  3.         jpeg_read_scanlines(&cinfo, &buffer, 1);  
  4.         for (i=0; i
  5.             printf("%02X%02X%02X ", buffer[i*3], buffer[i*3+1], buffer[i*3+2]);  
  6.             if (0 == ((i+1) % 10) || i == cinfo.output_width-1) {  
  7.             printf("\n");  
  8.             }  
  9.         }  
  10.         printf("least:%d\n\n", cinfo.output_height-cinfo.output_scanline);  
  11.     }  

  

    请注意虽然函数jpeg_read_scanlines可以指定一次读多少行,但是目前该函数还是只能支持一次只读1行。

8、结束解码

C代码   收藏代码
  1. "font-size: medium;">jpeg_finish_decompress(&cinfo);  
  2.   

 
9、释放解码对象

C代码   收藏代码
  1. "font-size: medium;">jpeg_destroy_decompress(&cinfo);  
  2.   

 
   至此一个jpeg数据已经解析完成了。虽然步骤不少但是对于常规的使用还是比较简单的。

总结
    libjpeg对于baseline的jpeg数据解码比较好,但是解码progressive的jpeg数据的时候,对内存的需求比较大(我测试过的progressive的图片曾经发现过消耗70M内存)。如果你的硬件能够有硬件解码jpeg的能力,请尽可能使用硬件解码jpeg数据。
    简单的说baseline   jpeg要全部下载后才能观看;progressive   jpeg采用了类似fgs的技术,可以先传个质量粗糙的,然后逐渐精细,直至全部传完。举个例子,浏览有些网页时,看到图片一行行的出现,但都很清晰,一般都是baseline的,而如果开始就是一大块,但就像有好多马赛克似的,看不清楚,然后慢慢就好了,这种一般就是progressive的了

 

 

备注:附件里test.rar里面是test.c文件,包含了示例代码,我测试通过了。内存不用设置的时候,也能处理1.68MB的图片,更大的没试过。jpegsrc.v6b.tar.gz是从官网http://sourceforge.net/projects/libjpeg下载的linux上编译通过了的库源码,如果在linux上用,请不要下载官网的.zip文件,那个在linux下面编译会出错。官网下载地址:http://sourceforge.net/projects/libjpeg/files/libjpeg/6b/jpegsrc.v6b.tar.gz/download 打开是个倒计时下载的。

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