一、前言
LibJPEG库是一个广泛使用的开源C库，用于处理JPEG图像的压缩和解压缩。该库由独立JPEG小组（Independent JPEG Group, IJG）开发，提供了功能强大的API，用于创建和读取JPEG文件。LibJPEG库支持JPEG的所有常见功能，包括高质量的压缩、解压缩、图像处理、颜色空间转换等。采用DCT（离散余弦变换）算法实现了高效的图像压缩，同时支持各种图像质量的调整。LibJPEG的灵活性和性能使其成为图像处理应用中的标准工具，被广泛应用于图像编辑软件、图像查看器、图像传输等多个领域。该库跨平台兼容，支持Windows、Linux、macOS等操作系统，开发者可以轻松将其集成到不同的平台和应用中。LibJPEG库还具有良好的文档支持，提供详细的编程指南和示例代码，帮助开发者快速上手和实现复杂的图像处理功能。由于其开源性质和广泛的应用，LibJPEG在业界享有很高的声誉，成为许多图像处理项目的首选库。
LibJPEG库的源码下载地址：https://www.ijg.org/
下载后是一个ZIP的压缩包，解压看到的数据：
如果要下载编译好的二进制文件，可以去这里下载：https://gnuwin32.sourceforge.net/packages/jpeg.htm
二、函数接口解释
LibJPEG库提供了一组函数接口，用于实现JPEG图像的压缩和解压缩操作。
以下是一些常用的LibJPEG库函数接口及其详细讲解，包括函数功能、参数作用等。
2.1 JPEG压缩相关函数
jpeg_create_compress
-
功能：初始化JPEG压缩对象。
-
参数：
-
struct jpeg_compress_struct *cinfo：指向JPEG压缩对象的指针。
-
-
说明：必须在进行任何其他JPEG压缩操作之前调用该函数。
jpeg_stdio_dest
-
功能：设置压缩数据的目标为标准I/O流。
-
参数：
-
struct jpeg_compress_struct *cinfo：指向JPEG压缩对象的指针。 -
FILE *outfile：目标文件的文件指针。
-
-
说明：指定JPEG数据输出的目标文件。
jpeg_set_defaults
-
功能：设置JPEG压缩参数的默认值。
-
参数：
-
struct jpeg_compress_struct *cinfo：指向JPEG压缩对象的指针。
-
-
说明：设置一组默认的JPEG压缩参数。
jpeg_set_quality
-
功能：设置JPEG压缩质量。
-
参数：
-
struct jpeg_compress_struct *cinfo：指向JPEG压缩对象的指针。 -
int quality：压缩质量，范围为0（最差）到100（最佳）。 -
boolean force_baseline：如果为TRUE，强制生成符合JPEG标准的文件。
-
-
说明：调整JPEG压缩的质量参数。
jpeg_start_compress
-
功能：启动压缩过程。
-
参数：
-
struct jpeg_compress_struct *cinfo：指向JPEG压缩对象的指针。 -
boolean write_all_tables：如果为TRUE，写入所有JPEG标记。
-
-
说明：在压缩数据之前调用该函数。
jpeg_write_scanlines
-
功能：写入压缩数据行。
-
参数：
-
struct jpeg_compress_struct *cinfo：指向JPEG压缩对象的指针。 -
JSAMPARRAY scanlines：指向存储图像数据的缓冲区。 -
JDIMENSION num_lines：要写入的行数。
-
-
说明：写入图像数据到JPEG压缩对象中。
jpeg_finish_compress
-
功能：完成压缩过程。
-
参数：
-
struct jpeg_compress_struct *cinfo：指向JPEG压缩对象的指针。
-
-
说明：在完成所有数据写入后调用，关闭JPEG压缩对象。
jpeg_destroy_compress
-
功能：销毁JPEG压缩对象。
-
参数：
-
struct jpeg_compress_struct *cinfo：指向JPEG压缩对象的指针。
-
-
说明：释放JPEG压缩对象分配的所有资源。
2.2 JPEG解压缩相关函数
jpeg_create_decompress
-
功能：初始化JPEG解压缩对象。
-
参数：
-
struct jpeg_decompress_struct *cinfo：指向JPEG解压缩对象的指针。
-
-
说明：必须在进行任何其他JPEG解压缩操作之前调用该函数。
jpeg_stdio_src
-
功能：设置解压数据的源为标准I/O流。
-
参数：
-
struct jpeg_decompress_struct *cinfo：指向JPEG解压缩对象的指针。 -
FILE *infile：源文件的文件指针。
-
-
说明：指定JPEG数据输入的源文件。
jpeg_read_header
-
功能：读取JPEG文件的头部信息。
-
参数：
-
struct jpeg_decompress_struct *cinfo：指向JPEG解压缩对象的指针。 -
boolean require_image：如果为TRUE，要求图像数据存在。
-
-
说明：读取JPEG文件的头部信息，解析JPEG图像的元数据。
jpeg_start_decompress
-
功能：启动解压缩过程。
-
参数：
-
struct jpeg_decompress_struct *cinfo：指向JPEG解压缩对象的指针。
-
-
说明：在解压缩数据之前调用该函数。
jpeg_read_scanlines
-
功能：读取解压缩的数据行。
-
参数：
-
struct jpeg_decompress_struct *cinfo：指向JPEG解压缩对象的指针。 -
JSAMPARRAY scanlines：指向存储解压缩数据的缓冲区。 -
JDIMENSION max_lines：要读取的最大行数。
-
-
说明：从JPEG解压缩对象中读取图像数据。
jpeg_finish_decompress
-
功能：完成解压缩过程。
-
参数：
-
struct jpeg_decompress_struct *cinfo：指向JPEG解压缩对象的指针。
-
-
说明：在完成所有数据读取后调用，关闭JPEG解压缩对象。
jpeg_destroy_decompress
-
功能：销毁JPEG解压缩对象。
-
参数：
-
struct jpeg_decompress_struct *cinfo：指向JPEG解压缩对象的指针。
-
-
说明：释放JPEG解压缩对象分配的所有资源。
2.3 辅助函数
jpeg_std_error
-
功能：初始化JPEG错误处理对象。
-
参数：
-
struct jpeg_error_mgr *err：指向JPEG错误处理对象的指针。
-
-
说明：设置默认的JPEG错误处理例程。
这些函数共同构成了LibJPEG库的核心接口，通过它们可以实现JPEG图像的高效压缩和解压缩。在使用这些函数时，需要按照特定的调用顺序来确保正确的操作和资源管理。
三、代码实现
以下是将RGB565图像转换为RGB888并压缩为JPEG格式的完整示例代码：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdint.h>
#include <jpeglib.h>
// 将RGB565转换为RGB888
void RGB565_to_RGB888(uint16_t rgb565, uint8_t *r, uint8_t *g, uint8_t *b) {
*r = ((rgb565 >> 11) & 0x1F) << 3;
*g = ((rgb565 >> 5) & 0x3F) << 2;
*b = (rgb565 & 0x1F) << 3;
}
// 将RGB565格式图像转换为RGB888格式
void convert_RGB565_to_RGB888(const uint8_t *rgb565_image, uint8_t *rgb888_image, int width, int height) {
for (int i = 0; i < width * height; i++) {
uint16_t rgb565 = ((uint16_t)rgb565_image[2 * i + 1] << 8) | rgb565_image[2 * i];
RGB565_to_RGB888(rgb565, &rgb888_image[3 * i], &rgb888_image[3 * i + 1], &rgb888_image[3 * i + 2]);
}
}
// 将RGB888格式图像压缩为JPEG格式
void compress_to_JPEG(const uint8_t *rgb888_image, int width, int height, const char *filename) {
struct jpeg_compress_struct cinfo;
struct jpeg_error_mgr jerr;
FILE *outfile;
JSAMPROW row_pointer[1];
int row_stride;
cinfo.err = jpeg_std_error(&jerr);
jpeg_create_compress(&cinfo);
if ((outfile = fopen(filename, "wb")) == NULL) {
fprintf(stderr, "can't open %s\n", filename);
exit(1);
}
jpeg_stdio_dest(&cinfo, outfile);
cinfo.image_width = width;
cinfo.image_height = height;
cinfo.input_components = 3;
cinfo.in_color_space = JCS_RGB;
jpeg_set_defaults(&cinfo);
jpeg_set_quality(&cinfo, 75, TRUE);
jpeg_start_compress(&cinfo, TRUE);
row_stride = width * 3;
while (cinfo.next_scanline < cinfo.image_height) {
row_pointer[0] = (JSAMPROW) &rgb888_image[cinfo.next_scanline * row_stride];
jpeg_write_scanlines(&cinfo, row_pointer, 1);
}
jpeg_finish_compress(&cinfo);
fclose(outfile);
jpeg_destroy_compress(&cinfo);
}
int main() {
// 假设图像尺寸为100x100
int width = 100;
int height = 100;
// 示例RGB565数据
uint8_t rgb565_image[20000];
for (int i = 0; i < 20000; i++) {
rgb565_image[i] = rand() % 256; // 用随机数据填充
}
// 分配RGB888图像数据的内存
uint8_t *rgb888_image = (uint8_t *)malloc(width * height * 3);
if (rgb888_image == NULL) {
fprintf(stderr, "Unable to allocate memory for RGB888 image\n");
return 1;
}
// 转换RGB565到RGB888
convert_RGB565_to_RGB888(rgb565_image, rgb888_image, width, height);
// 压缩并保存为JPEG文件
compress_to_JPEG(rgb888_image, width, height, "output.jpg");
// 释放内存
free(rgb888_image);
printf("Compression to JPEG completed.\n");
return 0;
}
