使用libjpeg处理图像（libjpeg的使用压缩与解压缩jpg格式)

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标题：利用libjpeg处理图像
作者：赵新国
Email：[e-mail]

关键字: jpeg, 图像压缩

 

前一段时间做了一个项目，项目中有一部分是关于图像采集的，相关硬件有：高速数字相机（我们采用Basler A312f），工控机，服务器。其中相机通过１３９４视频线连接到工控机的１３９４视频卡上，工控机与服务器通过百兆网连接。具体工作流程为：工控机控制相机采集图像，帧率一般为４０ＨＺ左右，采集的图像为位图数据，需要自己在程序中封装为bmp格式，然后压缩成jpg格式，压缩后的图像一方面保存到本地硬盘，同时要传输到服务器上。

　　本文只介绍jpeg压缩的相关内容，刚开始我贪图省事，采用微软 的GDI Plus提供的功能，很是方便，先获取jpg图像的编码，然后根据图像的位图数据创建一个Bitmap类的对象，再保存图像为jpg格式就行了。但是我对GDI+还是很信任，总感觉不踏实（没有理由的），我们的系统一旦安装就要长期运行，我就是担心长期运行一段时间后GDI+会出问题，结果也证实了我的担心，我们实际使用的１０套系统中有一套，连续运行３－５天后，GDI+就会崩溃，于是我决心采用IJG JPEG Library。您可以到www.ijg.org网站下载libjpeg的源码， IJG JPEG Library就是jpeg压缩库，是以源码的形式提供给软件开发人员的，当然在软件包里也有编译好的库文件，我们这里就只用到其中的libjpeg.lib，jconfig.h，jmorecfg.h，jpeglib.h这几个文件，下面我就介绍一下怎样在自己的程序里嵌入图像压缩功能。

　　一、建立编译环境

　　所谓建立编译环境，其实非常简单，就是把上面提到的４个文件拷贝到你的项目文件夹下，把libjpeg.lib添加到你的项目中，然后在你完成压缩功能的那个文件里加入#include "jpeglib.h"，需要注意的是，libjpeg.lib是用c语言开发的，如果要用在你的C++程序里，需要用到extern "C"，如下：

// TestLibjpeg.cpp : Defines the entry point for the console application.
//

#include "stdafx.h"
#include "memory.h"
extern "C" {
#include "jpeglib.h"
}

　　二、压缩步骤

　　１、申请并初始化jpeg压缩对象，同时要指定错误处理器

struct jpeg_compress_struct jcs;

// 声明错误处理器，并赋值给jcs.err域
   struct jpeg_error_mgr jem;
   jcs.err = jpeg_std_error(&jem);

   jpeg_create_compress(&jcs);

　　２、指定压缩后的图像所存放的目标文件，注意，目标文件应以二进制模式打开

f=fopen("03.jpg","wb");
   if (f==NULL)
   {
   delete [] data;
   delete [] pDataConv;
   return 0;
   }
   jpeg_stdio_dest(&jcs, f);

　　３、设置压缩参数，主要参数有图像宽、高、色彩通道数（１：索引图像，３：其他），色彩空间（JCS_GRAYSCALE表示灰度图，JCS_RGB表示彩色图像），压缩质量等，如下：

   jcs.image_width = nWidth;    // 为图的宽和高，单位为像素
   jcs.image_height = nHeight;
   jcs.input_components = 1;   // 在此为1,表示灰度图， 如果是彩色位图，则为3
   jcs.in_color_space = JCS_GRAYSCALE; //JCS_GRAYSCALE表示灰度图，JCS_RGB表示彩色图像

   jpeg_set_defaults(&jcs);
jpeg_set_quality (&jcs, 80, true);

需要注意的是，jpeg_set_defaults函数一定要等设置好图像宽、高、色彩通道数计色彩空间四个参数后才能调用，因为这个函数要用到这四个值，调用jpeg_set_defaults函数后，jpeglib库采用默认的设置对图像进行压缩，如果需要改变设置，如压缩质量，调用这个函数后，可以调用其它设置函数，如jpeg_set_quality函数。其实图像压缩时有好多参数可以设置，但大部分我们都用不着设置，只需调用jpeg_set_defaults函数值为默认值即可。

　　４、上面的工作准备完成后，就可以压缩了，压缩过程非常简单，首先调用jpeg_start_compress，然后可以对每一行进行压缩，也可以对若干行进行压缩，甚至可以对整个的图像进行一次压缩，压缩完成后，记得要调用jpeg_finish_compress函数，如下：

   jpeg_start_compress(&jcs, TRUE);

   JSAMPROW row_pointer[1];   // 一行位图
   int row_stride;      // 每一行的字节数

row_stride = jcs.image_width; // 如果不是索引图,此处需要乘以3

   // 对每一行进行压缩
   while (jcs.next_scanline < jcs.image_height) {
        row_pointer[0] = & pDataConv[jcs.next_scanline * row_stride];
        jpeg_write_scanlines(&jcs, row_pointer, 1);
   }

   jpeg_finish_compress(&jcs);

　　５、最后就是释放压缩工作过程中所申请的资源了，主要就是jpeg压缩对象，由于在本例中我是直接用的局部变量，所以只需调用jpeg_destroy_compress这个函数即可，如下：

jpeg_destroy_compress(&jcs);

　　三、解压缩步骤
　　解压缩步骤与压缩步骤非常相似，只是解压缩对象为jpeg_decompress_struct类型，步骤如下：
　　1、声明并初始化解压缩对象，同时制定错误信息管理器
struct jpeg_decompress_struct cinfo;
struct jpeg_error_mgr jerr;

cinfo.err = jpeg_std_error(&jerr);
jpeg_create_decompress(&cinfo);
　　2、打开jpg图像文件，并指定为解压缩对象的源文件
FILE *f = fopen(strSourceFileName,"rb");
if (f==NULL)
{
   printf("Open file error!/n");
   return;
}
//
jpeg_stdio_src(&cinfo, f);
　　3、读取图像信息
jpeg_read_header(&cinfo, TRUE);
　　4、根据图像信息申请一个图像缓冲区
data = new BYTE cinfo.image_width*cinfo.image_height*cinfo.num_components];
　　5、开始解压缩
jpeg_start_decompress(&cinfo);

JSAMPROW row_pointer[1];
while (cinfo.output_scanline < cinfo.output_height)
{
   row_pointer[0] = &data[(cinfo.output_height - cinfo.output_scanline-1)*cinfo.image_width*cinfo.num_components];
   jpeg_read_scanlines(&cinfo,row_pointer ,
      1);
}
jpeg_finish_decompress(&cinfo);
　　6、释放资源
jpeg_destroy_decompress(&cinfo);

fclose(f);

　　好了，利用IJG JPEG Library进行图像压缩就介绍到这里，希望对大家有所帮助，实例代码已经实现了图像的压缩和解压缩的全部功能，命令格式为：“TestLibjpeg.exe j|j24|b 源文件名 目标文件名”，其中，j选项将源文件压缩为jpg格式，不改变色彩模式，j24选项将源文件压缩为24为jpg格式，b选项将源文件解压缩为bmp格式，该实例并没有提供文件有效性的验证，如果要引入自己的代码，请自己实现文件有效性的验证。