音视频探索(5)：JPEG格式与Libjpeg库编译移植
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
1.2.1 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); 复制代码
(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); 复制代码(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); 复制代码
(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); } 复制代码(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); 复制代码
1.2.2 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); 复制代码(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); 复制代码(3) 读取JPEG图像文件头部参数
(void)jpeg_read_header(&cinfo, TRUE); 复制代码
(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); 复制代码
(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); } 复制代码(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); 复制代码
2. 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; }； 复制代码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; }; 复制代码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 }; 复制代码*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); } 复制代码函数：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; } 复制代码*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; } 复制代码函数：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; } 复制代码函数：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; } 复制代码3. libjpeg编译与移植
3.1 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') // } } } 复制代码(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.
3.2 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}) 复制代码(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); } 复制代码(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 <jni.h> #include <android/bitmap.h> #include <android/log.h> #include <malloc.h> #include "jpeglib.h" #include <stdio.h> #include <csetjmp> #include <string.h> #include <setjmp.h> #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; } 复制代码当然，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。
作者：无名之辈FTER
链接：https://juejin.cn/post/7032217239839309861