【Android 内存优化】Android 工程中使用 libjpeg-turbo 压缩图片 ( 初始化压缩对象 | 打开文件 | 设置压缩参数 | 写入压缩图像数据 | 完成压缩

文章目录

一、使用 libjpeg-turbo 压缩图片流程

二、初始化 JPEG 压缩对象

三、打开文件

四、设置压缩参数

五、开始压缩

六、循环写入压缩数据

七、完成图片压缩及收尾

八、libjpeg-turbo 图片压缩案例 ( 官方示例 )

九、libjpeg-turbo 压缩图片代码示例

上一篇博客【Android 内存优化】Android 工程中使用 libjpeg-turbo 压缩图片 ( JNI 传递 Bitmap | 获取位图信息 | 获取图像数据 | 图像数据过滤 | 释放资源 ) 介绍了从 Java 层传入 Bitmap 对象到 JNI 层 , JNI 层获取到了图像对应的 RGB 像素数据 , 本篇博客中将获取的图像数据进行压缩 , 存储到 JPEG 格式图片中 ;

一、使用 libjpeg-turbo 压缩图片流程

使用 libjpeg-turbo 压缩图片流程 :

① 初始化压缩对象 : 初始化 JPEG 图片压缩对象 ;

② 打开文件 : 使用 Linux C API 打开压缩图片写出文件 ;

③ 设置压缩参数 : 设置图片压缩参数 , 如图片宽高 , 像素格式 , 数据格式 , 质量等 ;

④ 开始压缩 : 启动压缩 ;

⑤ 写入压缩数据 : 图像数据逐行输入 , 并压缩 ;

⑥ 压缩完毕 : 压缩完毕后调用对应方法 ;

⑦ 释放资源 : 文件资源 , 及压缩相关的内存资源 , 需要释放掉 ;

二、初始化 JPEG 压缩对象

1. 初始化 JPEG 压缩对象 :

① JPEG 压缩对象概念 : jpeg_compress_struct 结构体和与其关联的工作数据 , 该对象中存储了 JPEG 压缩参数 , 还包含了指向工作空间的指针 , JPEG 库会在需要时分配该指针;

② 压缩对象个数 : 该结构体可能会存在多个 , 每个结构体对象都表示了一个压缩或解压缩的工作;

2. 错误处理机制 :

① 错误处理程序 : jpeg_error_mgr 结构体表示错误处理程序 , 将其单独定义成一个结构体 , 是因为应用经常需要提供一个专门的错误处理程序;

② 处理处理机制 : 在这里我们采用最简单的方法 , 使用标准的错误处理程序 , 如果压缩失败 , 在 stderr 上打印失败信息, 并调用 exit() 退出程序 ;

③ 结构体生命周期 : 该结构体的生命周期必须与 jpeg_compress_struct 结构体的生命周期保持一致 , 以免产生野指针问题 ;

④ 错误处理设置时间 : 在所有操作之前 , 设置错误处理程序 , 为了防止 JPEG 压缩对象初始化时出错, 越早设置错误处理程序越好 , 在内存不足时, 创建 jpeg_compress_struct 可能会失败 ;

2. 代码示例 :

/* 该对象中存储了 JPEG 压缩参数, 还包含了指向工作空间的指针, JPEG 库会在需要时分配该指针;
     * 该结构体可能会存在多个, 每个结构体对象都表示了一个压缩或解压缩的工作;
     * JPEG 对象 : jpeg_compress_struct 结构体和与其关联的工作数据
     */
    struct jpeg_compress_struct cinfo;
    /* 错误处理程序 : jpeg_error_mgr 结构体表示错误处理程序,
     * 将其单独定义成一个结构体, 是因为应用经常需要提供一个专门的错误处理程序;
     * 处理处理机制 : 在这里我们采用最简单的方法, 使用标准的错误处理程序,
     * 如果压缩失败, 在 stderr 上打印失败信息, 并调用 exit() 退出程序 ;
     * 结构体声明周期 : 该结构体的生命周期必须与 jpeg_compress_struct 结构体的生命周期保持一致,
     * 以免产生野指针问题 ;
     */
    struct jpeg_error_mgr jerr;
    /* 为了防止 JPEG 压缩对象初始化时出错, 这里首先设置错误处理
     * 在内存不足时, 创建 jpeg_compress_struct 可能会失败
     */
    cinfo.err = jpeg_std_error(&jerr);
    // 初始化 JPEG 压缩对象
    jpeg_create_compress(&cinfo);

三、打开文件

1. 打开文件 : 使用 Linux C 中的文件操作 , 调用 fopen 函数打开文件 , 传入两个参数 , 文件路径名称 , 和打开模式 , 打开模式中 “wb” , w 代表写出数据 , b 代表二进制数据 , 该模式的函数以是写出二进制数据 ;

2. 为 JPEG 压缩对象设置文件输出 : 调用 jpeg_stdio_dest 函数 , 为 JPEG 对象设置输出文件 ; 调用该函数的调用者需要负责文件打开 , 和文件关闭操作 ;

EXTERN(void) jpeg_stdio_dest(j_compress_ptr cinfo, FILE *outfile);

3. 代码示例 :

FILE *outfile;
    if ((outfile = fopen(filename, "wb")) == NULL) {
        fprintf(stderr, "can't open %s\n", filename);
        exit(1);
    }
    // 设置文件输出
    jpeg_stdio_dest(&cinfo, outfile);

四、设置压缩参数

1 . 设置默认参数 :

图片宽度 : cinfo.image_width ; 像素宽度 ;

图片高度 : cinfo.image_height ; 像素高度 ;

像素组件 : cinfo.input_components ; 单个像素 BGR 3个组件 ;

颜色空间 : cinfo.in_color_space ; 输入图像的颜色空间 ;

上述四个参数设置完毕后 , 调用 jpeg_set_defaults 方法 , 设置默认参数 ;

2 . 设置非默认参数 :

哈夫曼编码 : cinfo.optimize_coding = TRUE;

编码质量 : 调用 jpeg_set_quality 方法设置压缩质量 ;

// 下面的四个参数是必须设置的参数
    // 设置图片的宽度
    cinfo.image_width = imageWidth;
    // 设置图片的高度
    cinfo.image_height = imageHeight;
    // 设置每个像素的颜色组件, BGR 3个
    cinfo.input_components = 3;
    // 输入图像数据的颜色空间
    cinfo.in_color_space = JCS_RGB;
    // 设置默认的压缩参数, 该操作是函数库的常规步骤
    // 设置该参数前需要设置 cinfo.in_color_space 输入数据的颜色空间
    jpeg_set_defaults(&cinfo);
    // 打开哈夫曼编码
    cinfo.optimize_coding = TRUE;
    // 设置非默认参数, 该方法设置质量
    jpeg_set_quality(&cinfo, compressQuality, 1);

j_compress_ptr cinfo 参数 : jpeg_compress_struct 结构指针 ;
boolean write_all_tables 参数 : 设置 TRUE 参数, 表示将完整的图片进行压缩 ; 一般情况下都是设置 TRUE, 如果进行定制压缩, 可以设置 FALSE ;
typedef struct jpeg_compress_struct *j_compress_ptr;
EXTERN(void) jpeg_start_compress(j_compress_ptr cinfo,
                                 boolean write_all_tables);

五、开始压缩

1 . 开始压缩 : 调用 jpeg_start_compress 方法 , 开始进行图片压缩工作 ;

2 . 函数原型 :

j_compress_ptr cinfo 参数 : jpeg_compress_struct 结构指针 ;
boolean write_all_tables 参数 : 设置 TRUE 参数, 表示将完整的图片进行压缩 ; 一般情况下都是设置 TRUE, 如果进行定制压缩, 可以设置 FALSE ;
typedef struct jpeg_compress_struct *j_compress_ptr;
EXTERN(void) jpeg_start_compress(j_compress_ptr cinfo,
                                 boolean write_all_tables);

3 . 代码示例 :

// 4. 开始压缩 JPEG 格式图片, 设置 TRUE 参数, 表示将完整的图片进行压缩
    // 一般情况下都是设置 TRUE, 如果进行定制压缩, 可以设置 FALSE
    jpeg_start_compress(&cinfo, TRUE);

六、循环写入压缩数据

1 . 写入压缩数据原理 : 使用函数库的状态变量, cinfo.next_scanline 作为循环控制变量 , 这样就可以不同自己实现循环控制 , 为了保持代码简单, 每次传递一行图像数据 ;

2 . 计算每行数据字节数 : 像素宽度乘以 3 33 , 3 33 表示每个像素点有 BGR 三个颜色值 , 每个颜色 1 11 字节 ;

int row_stride = imageWidth * 3;

3 . 计算每次循环拷贝的行数据首地址 : uint8_t *pixels = data + cinfo.next_scanline * row_stride 是计算过程 ;

data 是图像的起始位置

row_stride 是每一行的字节数

cinfo.next_scanline 是当前的行数

计算出来的 pixels 指针, 指向要写出行的首地址

4 . 循环控制变量自增 : jpeg_write_scanlines(&cinfo, row, 1) , 调用 jpeg_write_scanlines 方法后, cinfo.next_scanline 自动加 1 ;

5 . 代码示例 :

// 每一个行的数据个数
    int row_stride = imageWidth * 3;
    // 指向图像数据中的某一行数据
    JSAMPROW row[1];
    while (cinfo.next_scanline < cinfo.image_height) {
        /* 获取一行图像数据
         * data 是图像的起始位置
         * row_stride 是每一行的字节数
         * cinfo.next_scanline 是当前的行数
         * 计算出来的 pixels 指针, 指向要写出行的首地址
         */
        uint8_t *pixels = data + cinfo.next_scanline * row_stride;
        row[0] = pixels;
        // 调用 jpeg_write_scanlines 方法后, cinfo.next_scanline 自动加 1
        jpeg_write_scanlines(&cinfo, row, 1);
    }

七、完成图片压缩及收尾

1 . 完成图片压缩及收尾 :

调用 jpeg_finish_compress 结束图片压缩过程 ;

调用 fclose 关闭之前 fopen 打开的文件 ;

调用 jpeg_destroy_compress 方法销毁之前使用的 JPEG 压缩对象 ;

2 . 代码示例 :

// 6. 完成图片压缩
    jpeg_finish_compress(&cinfo);
    // 7. 释放相关资源
    fclose(outfile);
    jpeg_destroy_compress(&cinfo);

八、libjpeg-turbo 图片压缩案例 ( 官方示例 )

在源码 libjpeg-turbo-2.0.5/example.txt 文件中 , 有详细的 JPEG 图片压缩流程 , 可以直接拷贝上述代码进行使用 ;

点击此处连接打开官方示例代码

九、libjpeg-turbo 压缩图片代码示例

/**
 * 压缩 Jpeg 图片
 *
 * 完整的带详细注释的代码示例参考源码 libjpeg-turbo-2.0.5/example.txt 示例文件
 * 里面有详细的定义图片压缩的过程
 *
 * @param data      要压缩的图片数据, 像素格式是 BGR
 * @param imageWidth     输出的 JPEG 图片宽度
 * @param imageHeight    输出的 JPEG 图片高度
 * @param compressQuality   输出的 JPEG 图片质量
 * @param filename  输出文件路径
 */
void compressJpegFile(uint8_t *data, int imageWidth, int imageHeight,
                      jint compressQuality, const char *filename) {
    // 1. 为 JPEG 图片压缩对象, 分配内存空间
    /* 该对象中存储了 JPEG 压缩参数, 还包含了指向工作空间的指针, JPEG 库会在需要时分配该指针;
     * 该结构体可能会存在多个, 每个结构体对象都表示了一个压缩或解压缩的工作;
     * JPEG 对象 : jpeg_compress_struct 结构体和与其关联的工作数据
     */
    struct jpeg_compress_struct cinfo;
    /* 错误处理程序 : jpeg_error_mgr 结构体表示错误处理程序,
     * 将其单独定义成一个结构体, 是因为应用经常需要提供一个专门的错误处理程序;
     * 处理处理机制 : 在这里我们采用最简单的方法, 使用标准的错误处理程序,
     * 如果压缩失败, 在 stderr 上打印失败信息, 并调用 exit() 退出程序 ;
     * 结构体声明周期 : 该结构体的生命周期必须与 jpeg_compress_struct 结构体的生命周期保持一致,
     * 以免产生野指针问题 ;
     */
    struct jpeg_error_mgr jerr;
    /* 为了防止 JPEG 压缩对象初始化时出错, 这里首先设置错误处理
     * 在内存不足时, 创建 jpeg_compress_struct 可能会失败
     */
    cinfo.err = jpeg_std_error(&jerr);
    // 初始化 JPEG 压缩对象
    jpeg_create_compress(&cinfo);
    // 2. 打开文件, 准备向文件写出二进制数据
    // w 代表写出数据, b 代表二进制数据
    FILE *outfile;
    if ((outfile = fopen(filename, "wb")) == NULL) {
        fprintf(stderr, "can't open %s\n", filename);
        exit(1);
    }
    // 设置文件输出
    jpeg_stdio_dest(&cinfo, outfile);
    // 3. 设置压缩参数
    // 下面的四个参数是必须设置的参数
    // 设置图片的宽度
    cinfo.image_width = imageWidth;
    // 设置图片的高度
    cinfo.image_height = imageHeight;
    // 设置每个像素的颜色组件, BGR 3个
    cinfo.input_components = 3;
    // 输入图像数据的颜色空间
    cinfo.in_color_space = JCS_RGB;
    // 设置默认的压缩参数, 该操作是函数库的常规步骤
    // 设置该参数前需要设置 cinfo.in_color_space 输入数据的颜色空间
    jpeg_set_defaults(&cinfo);
    // 打开哈夫曼编码
    cinfo.optimize_coding = TRUE;
    // 设置非默认参数, 该方法设置质量
    jpeg_set_quality(&cinfo, compressQuality, 1);
    // 4. 开始压缩 JPEG 格式图片, 设置 TRUE 参数, 表示将完整的图片进行压缩
    // 一般情况下都是设置 TRUE, 如果进行定制压缩, 可以设置 FALSE
    jpeg_start_compress(&cinfo, TRUE);
    // 5. 循环写入数据
    /* 循环原理 : 使用函数库的状态变量, cinfo.next_scanline 作为循环控制变量
     * 这样就可以不同自己实现循环控制
     * 为了保持简单, 每次传递一行图像数据
     */
    // 每一个行的数据个数
    int row_stride = imageWidth * 3;
    // 指向图像数据中的某一行数据
    JSAMPROW row[1];
    while (cinfo.next_scanline < cinfo.image_height) {
        /* 获取一行图像数据
         * data 是图像的起始位置
         * row_stride 是每一行的字节数
         * cinfo.next_scanline 是当前的行数
         * 计算出来的 pixels 指针, 指向要写出行的首地址
         */
        uint8_t *pixels = data + cinfo.next_scanline * row_stride;
        row[0] = pixels;
        // 调用 jpeg_write_scanlines 方法后, cinfo.next_scanline 自动加 1
        jpeg_write_scanlines(&cinfo, row, 1);
    }
    // 6. 完成图片压缩
    jpeg_finish_compress(&cinfo);
    // 7. 释放相关资源
    fclose(outfile);
    jpeg_destroy_compress(&cinfo);
}

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