文章目錄

2 圖像處理應(yīng)用開發(fā)

2.1 BMP圖像處理

2.1.1 BMP文件格式解析

2.1.2 代碼實(shí)現(xiàn)：將BMP文件解析為RGB格式，在LCD上顯示

2.2 JPEG圖像處理

2.2.1 JPEG文件格式和libjpeg編譯

2.2.2 libjpeg接口函數(shù)的解析和使用

2.2.3 使用libjpeg把JPEG文件解析為RGB格式，在LCD上顯示

2.3 PNG圖像處理

2.3.1 PNG文件格式和libpng編譯

2.3.2 libpng接口函數(shù)的解析和使用

2.3.3 使用libpng把png文件轉(zhuǎn)為rgb格式，在LCD上顯示

2.4 圖像調(diào)整

2.4.1 圖像的縮放

2.4.1.1 圖像縮放算法淺析

2.4.1.2源碼編寫：圖像縮放算法

2.4.2 圖像的旋轉(zhuǎn)

2.4.2.1 圖像旋轉(zhuǎn)算法淺析

2.4.2.2 源碼編寫：圖像旋轉(zhuǎn)算法

2 圖像處理應(yīng)用開發(fā)

前言：所有的圖像文件，都是一種二進(jìn)制格式文件，每一個(gè)圖像文件，都可以通過(guò)解析文件中的每一組二進(jìn)制數(shù)的含義來(lái)獲得文件中的各種信息，如圖像高度，寬度，像素位數(shù)等等。只是不同的文件格式所代表的二進(jìn)制數(shù)含義不一樣罷了。我們可以通過(guò)UltraEdit軟件打開圖像文件并查看里面的二進(jìn)制數(shù)排列。

2.1 BMP圖像處理

2.1.1 BMP文件格式解析

BMP是一種常見的圖像格式，BMP文件可看成由4個(gè)部分組成：位圖文件頭(bitmap-file header)、位圖信息頭(bitmap-information header)、調(diào)色板(color palette)和定義位圖的字節(jié)陣列。以最簡(jiǎn)單的24位真彩色BMP文件作例子講解：

位圖文件頭(bitmap-file header)

這部分可以理解為是一個(gè)結(jié)構(gòu)體，里面的每一個(gè)成員都表示一個(gè)屬性

位數(shù)文件頭由以下信息組成：

我們用UltraEdit打開一個(gè)BMP文件，可以看到如下信息

這是該BMP文件前32字節(jié)的數(shù)據(jù)，可以看到，前兩個(gè)字節(jié)分別為0x42,0x4D；

接著后面4個(gè)字節(jié)依次是0x36,0xF9,0x15,0x00。

在BMP格式中，文件的存儲(chǔ)方式是小端模式，即如果一個(gè)數(shù)據(jù)需要用幾個(gè)字節(jié)來(lái)表示的話，那么，低位數(shù)據(jù)存在低位地址上，高位數(shù)據(jù)存在高位地址上。類似的，還有大端模式，即：如果一個(gè)數(shù)據(jù)需要用幾個(gè)字節(jié)來(lái)表示的話，那么，低位數(shù)據(jù)存在高位地址上，高位數(shù)據(jù)存在低位地址上。

所以0x36,0xF9,0x15,0x00四個(gè)數(shù)據(jù)拼接方法應(yīng)該是：0x0015F936(在數(shù)字中個(gè)位即最右邊才是最低位)，它正好就是這個(gè)文件的大小：

緊接著是4個(gè)保留位字節(jié)，其數(shù)據(jù)必須為0x00。

最后是4個(gè)字節(jié)的便宜位，可以看到位圖文件頭+位圖信息頭+調(diào)色板的大小應(yīng)該是0x36。

位圖信息頭(bitmap-information header)

位圖信息頭也可以理解為是一個(gè)結(jié)構(gòu)體，其成員有：

對(duì)照源文件數(shù)據(jù)：

0E-11：00000028h = 40,表示這個(gè)結(jié)構(gòu)體大小是40字節(jié)。

12-15：00000320h = 800，圖像寬為800像素。

16-19：00000258h = 600，圖像高為600像素，與文件屬性一致。這是一個(gè)正數(shù)，說(shuō)明圖像是正向的，數(shù)據(jù)是以圖像左下角為原點(diǎn)，以水平向右為X軸正方向，以垂直向上為Y軸正方向排列的。若為負(fù)，則說(shuō)明圖像是反向的，數(shù)據(jù)是以圖像左上角角為原點(diǎn)，以水平向右為X軸正方向，以垂直向下為Y軸正方向排列的。

1A-1B：0001h, 該值總為1。

1C-1D：0018h = 24, 表示每個(gè)像素占24個(gè)比特，即24位真彩色

上面這幾個(gè)信息跟文件屬性是一致的：

1E-21：00000000h，BI_RGB， 說(shuō)明本圖像不壓縮。

22-25：00000000h，圖像的大小，因?yàn)槭褂肂I_RGB，所以設(shè)置為0。

26-29：00000000h，水平分辨率，缺省。

2A-2D：00000000h，垂直分辨率，缺省。

2E-31：00000000h，對(duì)于24位真彩色來(lái)說(shuō)，是沒(méi)有調(diào)色板的，所以為0。

32-35：00000000h，對(duì)于24位真彩色來(lái)說(shuō)，是沒(méi)有調(diào)色板的，所以為0。

調(diào)色板(color palette)

24位真彩色沒(méi)有調(diào)色板，這里為了簡(jiǎn)化不贅訴。

定義位圖的字節(jié)陣列

這一部分就是真正的圖像數(shù)據(jù)了，24位真彩色數(shù)據(jù)是按按BGR各一字節(jié)循環(huán)排列而成。

2.1.2 代碼實(shí)現(xiàn)：將BMP文件解析為RGB格式，在LCD上顯示

讓BMP文件在開發(fā)板的LCD上顯示出來(lái)，有幾個(gè)需要注意的點(diǎn)：

開發(fā)板LCD上的顯示格式是RGB格式的，而且有多種表示格式：可能用2字節(jié)表示（RGB565格式），可能用3字節(jié)表示（RGB888），而原始的24位真彩色BMP文件則是按BGR格式排列的，需要對(duì)原始的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化。

在轉(zhuǎn)化過(guò)程中，LCD上的顯存地址固定是以LCD左上角為首地址，而BMP格式中正向圖像是以圖片的左下角為數(shù)據(jù)首地址的。因此在進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化時(shí)還需要注意坐標(biāo)的變換。

代碼清單2.1實(shí)現(xiàn)了將24位真彩色的BMP圖像轉(zhuǎn)化為RGB格式

代碼清單2.1 1. /********************************************************************** 2. * 函數(shù)名稱： IsBmp 3. * 功能描述： 判斷該文件是否為BMP文件 4. * 輸入參數(shù)： ptFileMap - 內(nèi)含文件信息 5. * 輸出參數(shù)： 無(wú) 6. * 返 回 值： 0 - 是BMP格式, -1 -不是BMP格式 7. ***********************************************************************/ 8. int IsBmp(FILE **ppFp, const char *strFileName) 9. { 10. char strCheckHeader[2]; 11. *ppFp= fopen(strFileName, "rb+"); 12. if (*ppFp== NULL) { 13. return -1; 14. } 15. if (fread(strCheckHeader, 1, 2, *ppFp) != 2) 16. return -1; 17. 18. if (strCheckHeader[0] != 0x42 || strCheckHeader[1] != 0x4d) 19. return -1; 20. else 21. return 0; 22. } 23. 24. 25. 26. /********************************************************************** 27. * 函數(shù)名稱： MapFile 28. * 功能描述： 使用mmap函數(shù)映射一個(gè)文件到內(nèi)存,以后就可以直接通過(guò)內(nèi)存來(lái)訪問(wèn)文件 29. * 輸入?yún)?shù)： PT_PictureData ptData 內(nèi)含圖像數(shù)據(jù) 30. * 輸出參數(shù)： ptData->iFileSize : 文件大小 31. * ptData->pucFileData : 映射內(nèi)存的首地址 32. * 返 回 值： 0 - 成功其他值 - 失敗 33. ***********************************************************************/ 34. int MapFile(PT_PictureData ptData) 35. { 36. int iFd; 37. struct stat tStat; 38. 39. /* 打開文件 */ 40. iFd = fileno(ptData->ptFp); 41. fstat(iFd, &tStat); 42. ptData->iFileSize= tStat.st_size; 43. ptData->pucFileData= (unsigned char *)mmap(NULL , tStat.st_size, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, iFd, 0); 44. if (ptData->pucFileData == (unsigned char *)-1) 45. { 46. printf("mmap error!n"); 47. return -1; 48. } 49. return 0; 50. } 51. 52. /********************************************************************** 53. * 函數(shù)名稱： DecodeBmp2Rgb 54. * 功能描述：把BMP文件轉(zhuǎn)化為rgb格式 55. * 輸入?yún)?shù)： strFileName - 文件名 56. * ptData - 內(nèi)含圖像信息 57. * 返 回 值： 0 - 成功其他值 - 失敗 58. * -1 - 文件不是BMP格式 59. * -2 - 不支持的bpp 60. * -3 - 圖像緩存區(qū)分配失敗 61. ***********************************************************************/ 62. static int DecodeBmp2Rgb(const char *strFileName, PT_PictureData ptData) { 63. int x,y; 64. int iPos = 0; 65. int iLineWidthAlign; 66. BITMAPFILEHEADER *ptBITMAPFILEHEADER; 67. BITMAPINFOHEADER *ptBITMAPINFOHEADER; 68. unsigned char *aFileHead; 69. unsigned char *pucSrc; 70. unsigned char *pucDest; 71. int iLineBytes; 72. 73. /* 判斷該文件是否為BMP格式 */ 74. if (IsBmp(&ptData->ptFp, strFileName)) 75. return -1; 76. 77. /* 將BMP文件映射到內(nèi)存空間 */ 78. MapFile(ptData); 79. 80. 81. aFileHead = ptData->pucFileData; 82. 83. ptBITMAPFILEHEADER = (BITMAPFILEHEADER *)aFileHead; 84. ptBITMAPINFOHEADER = (BITMAPINFOHEADER *)(aFileHead + sizeof(BITMAPFILEHEADER)); 85. /* 獲取必要的圖像信息 */ 86. ptData->iWidth = ptBITMAPINFOHEADER->biWidth; 87. ptData->iHeight = ptBITMAPINFOHEADER->biHeight; 88. ptData->iBpp = ptBITMAPINFOHEADER->biBitCount; 89. iLineBytes = ptData->iWidth*ptData->iBpp/8;//一行數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù) 90. ptData->iBmpDataSize= ptData->iHeight * iLineBytes;//整個(gè)BMP圖像的字節(jié)數(shù) 91. /*暫時(shí)只支持24bpp格式*/ 92. if (ptData->iBpp != 24) 93. { 94. printf("iBMPBpp = %dn", ptData->iBpp); 95. printf("sizeof(BITMAPFILEHEADER) = %dn", sizeof(BITMAPFILEHEADER)); 96. return -2; 97. } 98. 99. /* 分配空間 */ 100. ptData->pucBmpData = malloc(ptData->iBmpDataSize); 101. ptData->pucRgbData = malloc(ptData->iBmpDataSize); 102. 103. if (NULL == ptData->pucBmpData||NULL == ptData->pucRgbData) 104. return -2; 105. 106. /* 從bmp文件中讀取圖像信息，24bpp的BMP圖像為BGR格式 */ 107. pucDest = ptData->pucBmpData; 108. iLineWidthAlign = (iLineBytes + 3) & ~0x3; /* 向4取整 */ 109. pucSrc = aFileHead + ptBITMAPFILEHEADER->bfOffBits; 110. 111. pucSrc = pucSrc + (ptData->iHeight - 1) * iLineWidthAlign; 112. 113. /* 對(duì)于bmp文件中的源數(shù)據(jù)，是以左下角為原點(diǎn)計(jì)算坐標(biāo)的，因此拷貝數(shù)據(jù)時(shí)需要轉(zhuǎn)換坐標(biāo) */ 114. for (y = 0; y < ptData->iHeight; y++) 115. { 116. memcpy(pucDest, pucSrc, ptData->iWidth*3); 117. pucSrc -= iLineWidthAlign; 118. pucDest += iLineBytes; 119. } 120. 121. 122. /* 將得到的BGR數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為RGB數(shù)據(jù) */ 123. for (y = 0; y < ptData->iHeight; y++){ 124. for(x = 0;xiWidth*3;x+=3){ 125. ptData->pucRgbData[iPos++] = ptData->pucBmpData[y*ptData->iWidth*3+x+2]; 126. ptData->pucRgbData[iPos++] = ptData->pucBmpData[y*ptData->iWidth*3+x+1]; 127. ptData->pucRgbData[iPos++] = ptData->pucBmpData[y*ptData->iWidth*3+x+0]; 128. } 129. } 130. 131. return 0; 132. 133. }

2.2 JPEG圖像處理

2.2.1 JPEG文件格式和libjpeg編譯

JPEG的后綴名為.jpg的圖像文件。對(duì)于圖像內(nèi)容和信息相同的JPEG文件和BMP文件，JPEG格式的文件要比BMP格式的文件小得多，這是因?yàn)镴PEG文件是經(jīng)過(guò)JPEG壓縮算法后得到的一種文件格式。

相對(duì)于BMP格式的文件，JPEG由于壓縮算法的關(guān)系，其文件解析較為復(fù)雜，我們可以利用Linux系統(tǒng)開源的優(yōu)點(diǎn)，使用開源工具對(duì)jpeg文件進(jìn)行格式的解析和轉(zhuǎn)換。

我們可以使用libjpeg庫(kù)來(lái)對(duì)jpeg文件進(jìn)行格式的解析和轉(zhuǎn)換。libjpeg支持X86，ARM等架構(gòu)。libjpeg是開源工具，所以可以在網(wǎng)上免費(fèi)下載。

在使用libjpeg之前，我們先要交叉編譯libjpeg的庫(kù)文件和頭文件并存到開發(fā)板的文件系統(tǒng)中。以下是libjpeg的編譯過(guò)程：

解壓并進(jìn)入文件目錄

tar xzf libjpeg-turbo-1.2.1.tar.gz cd libjpeg-turbo-1.2.1/

交叉編譯

tar xzf libjpeg-turbo-1.2.1.tar.gz ./configure --prefix=/work/projects/libjpeg-turbo-1.2.1/tmp/ --host=arm-linux make make install

將編譯出來(lái)的頭文件和庫(kù)文件拷貝到交叉編譯器的相應(yīng)目錄下

cd /work/projects/libjpeg-turbo-1.2.1/tmp/include cp * /usr/local/arm/4.3.2/arm-none-linux-gnueabi/libc/usr/include cd /work/projects/libjpeg-turbo-1.2.1/tmp/lib cp *so* -d /usr/local/arm/4.3.2/arm-none-linux-gnueabi/libc/armv4t/lib

將編譯出來(lái)的頭文件和庫(kù)文件拷貝到開發(fā)板文件系統(tǒng)的相應(yīng)目錄下

cd /work/projects/libjpeg-turbo-1.2.1/tmp/lib cp *.so* /work/nfs_root/fs_mini_mdev_new/lib/ -d

2.2.2 libjpeg接口函數(shù)的解析和使用

libjpeg的使用方法可以參考解壓包中的使用說(shuō)明libjpeg.txt和例程example.c。libjpeg的使用步驟簡(jiǎn)單總結(jié)如下：

1.分配和初始化一個(gè)jpeg_compress_struct結(jié)構(gòu)體

cinfo.err = jpeg_std_error(&jerr); jpeg_create_decompress(&cinfo);

2.指定源文件

jpeg_stdio_src(&cinfo, infile);

參數(shù)1是步驟1中分配的jpeg_compress_struct類型的結(jié)構(gòu)體

參數(shù)2是要解析的JPEG文件的文件句柄。

3.獲得jpg信息頭并設(shè)置解壓參數(shù)

jpeg_read_header(&cinfo, TRUE);

當(dāng)調(diào)用完這個(gè)參數(shù)之后，我們就可以通過(guò)cinfo中的image_width，image_height等成員來(lái)獲得圖像的信息了。此外我們還可以設(shè)置cinfo中的scale_num和scale_denom等成員變量來(lái)設(shè)置解壓參數(shù)。

4.啟動(dòng)解壓

jpeg_start_decompress(&cinfo);

調(diào)用這個(gè)函數(shù)后，就可以對(duì)cinfo所指定的源文件進(jìn)行解壓，并將解壓后的數(shù)據(jù)存到cinfo結(jié)構(gòu)體的成員變量中。

5.讀取解壓后數(shù)據(jù)

jpeg_read_scanlines(&cinfo, buffer, 1);

調(diào)用這個(gè)函數(shù)后，可以讀取RGB數(shù)據(jù)到buffer中，參數(shù)3能指定讀取多少行

6.完成讀取

jpeg_finish_decompress(&cinfo);

7.釋放jpeg_compress_struct結(jié)構(gòu)體

jpeg_destroy_decompress(&cinfo);

完成讀取后釋放結(jié)構(gòu)體

2.2.3 使用libjpeg把JPEG文件解析為RGB格式，在LCD上顯示

根據(jù)上節(jié)的解析，利用上述的庫(kù)函數(shù)將JPEG文件解析為RGB格式了。

代碼清單2.2 1. /********************************************************************** 2. * 函數(shù)名稱： IsJpg 3. * 功能描述：判斷是否為Jpg文件 4. * 輸入?yún)?shù)： ptData - 內(nèi)含圖像信息 5. strFileName - 文件名 6. * 返 回 值：0 - 不是JPG格式 其他-是JPG格式 7. ***********************************************************************/ 8. static int IsJpg(PT_PictureData ptData, const char *strFileName) 9. { 10. int iRet; 11. 12. jpeg_stdio_src(&ptData->tInfo, ptData->ptFp); 13. 14. /* 用jpeg_read_header獲得jpeg信息*/ 15. iRet = jpeg_read_header(&ptData->tInfo, TRUE); 16. 17. return (iRet == JPEG_HEADER_OK); 18. } 19. 20. /********************************************************************** 21. * 函數(shù)名稱： DecodeJpg2Rgb 22. * 功能描述：把JPG文件解析為RGB888格式 23. * 輸入?yún)?shù)： ptData - 內(nèi)含文件信息 24. * strFileName - 文件名 25. * 輸出參數(shù)：PT_PictureData->pucRgbData - 內(nèi)含rgb數(shù)據(jù) 26. * 返 回 值：0 - 成功 其他-失敗 27. ***********************************************************************/ 28. static int DecodeJpg2Rgb(const char *strFileName, PT_PictureData ptData){ 29. int iRowSize; 30. unsigned char *pucbuffer; 31. unsigned char *pucHelp;//輔助拷貝變量 32. 33. /* 1.分配和初始化一個(gè)jpeg_compress_struct結(jié)構(gòu)體 */ 34. ptData->tInfo.err = jpeg_std_error(&ptData->tJerr); 35. jpeg_create_decompress(&ptData->tInfo); 36. 37. 38. /* 2.指定源文件*/ 39. if ((ptData->ptFp= fopen(strFileName, "rb")) == NULL) { 40. fprintf(stderr, "can't open %sn", strFileName); 41. return -1; 42. } 43. 44. /* 3.獲得jpg信息頭并設(shè)置解壓參數(shù)并判斷是否為JPEG格式文件 */ 45. if (!IsJpg(ptData, strFileName)) { 46. printf("file is not jpg ...n"); 47. return -1; 48. } 49. 50. 51. 52. /* 默認(rèn)尺寸為原尺寸 */ 53. ptData->tInfo.scale_num = 1; 54. ptData->tInfo.scale_denom = 1; 55. /* 4. 啟動(dòng)解壓：jpeg_start_decompress */ 56. jpeg_start_decompress(&ptData->tInfo); 57. 58. 59. /* 解壓完成后可以通過(guò)tInfo中的成員獲得圖像的某些信息 */ 60. ptData->iWidth= ptData->tInfo.output_width; 61. ptData->iHeight = ptData->tInfo.output_height; 62. ptData->iBpp = ptData->tInfo.output_components*8; 63. /* 計(jì)算一行的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度 */ 64. iRowSize = ptData->iWidth * ptData->tInfo.output_components; 65. pucbuffer = malloc(iRowSize); 66. ptData->iRgbSize= iRowSize * ptData->iHeight; 67. ptData->pucRgbData = malloc(ptData->iRgbSize); 68. 69. /* pucHelp指向ptData->pucRgbData首地址 */ 70. pucHelp = ptData->pucRgbData; 71. /* 5.循環(huán)調(diào)用jpeg_read_scanlines來(lái)一行一行地獲得解壓的數(shù)據(jù) */ 72. while (ptData->tInfo.output_scanline < ptData->tInfo.output_height) 73. { 74. /* 調(diào)用jpeg_read_scanlines得到的時(shí)候會(huì)存到pucbuffer中 */ 75. jpeg_read_scanlines(&ptData->tInfo, &pucbuffer, 1); 76. /* 將數(shù)據(jù)一行行讀到緩沖區(qū)中 */ 77. memcpy(pucHelp,pucbuffer,iRowSize); 78. pucHelp += iRowSize; 79. } 80. free(pucbuffer); 81. /* 6.完成讀取 */ 82. jpeg_finish_decompress(&ptData->tInfo); 83. /* 7.釋放jpeg_compress_struct結(jié)構(gòu)體 */ 84. jpeg_destroy_decompress(&ptData->tInfo); 85. return 0; 86. }

2.3 PNG圖像處理

2.3.1 PNG文件格式和libpng編譯

跟JPEG文件格式一樣，PNG也是一種使用了算法壓縮后的圖像格式，與JPEG不同，PNG使用從LZ77派生的無(wú)損數(shù)據(jù)壓縮算法。對(duì)于PNG文件格式，也有相應(yīng)的開源工具libpng。

libpng庫(kù)可從官網(wǎng)上下載最新的源代碼：

http://www.libpng.org/pub/png/libpng.html

在使用libpng之前，我們先要交叉編譯libpng的庫(kù)文件和頭文件并存到開發(fā)板的文件系統(tǒng)中。以下是libpng的編譯過(guò)程：

解壓并進(jìn)入文件目錄

tar xzf libpng-1.6.37.tar.gz cd libpng-1.6.37/

交叉編譯

./configure --prefix=/work/projects/libpng-1.6.37/tmp/ --host=arm-linux make make install

將編譯出來(lái)的頭文件和庫(kù)文件拷貝到交叉編譯器的相應(yīng)目錄下

cd /work/projects/libpng-1.6.37/tmp/include cp * /usr/local/arm/4.3.2/arm-none-linux-gnueabi/libc/usr/include cd /work/projects/libpng-1.6.37/tmp/lib cp *so* -d /usr/local/arm/4.3.2/arm-none-linux-gnueabi/libc/armv4t/lib

將編譯出來(lái)的頭文件和庫(kù)文件拷貝到開發(fā)板文件系統(tǒng)的相應(yīng)目錄下

cd /work/projects/libpng-1.6.37/tmp/lib cp *.so* /work/nfs_root/fs_mini_mdev_new/lib/ -d

2.3.2 libpng接口函數(shù)的解析和使用

libpng的使用方法可以參考解壓包中的使用說(shuō)明libpng-manual.txt和例程example.c。libjpeg的使用步驟簡(jiǎn)單總結(jié)如下：

分配和初始化兩個(gè)與libpng相關(guān)的結(jié)構(gòu)體png_ptr，info_ptr

A. png_ptr = png_create_read_struct(PNG_LIBPNG_VER_STRING, NULL, NULL, NULL);

參數(shù)2，3，4分別是用戶自定義的錯(cuò)誤處理函數(shù)，若無(wú)，則填NULL。

B. info_ptr = png_create_info_struct(png_ptr);

設(shè)置錯(cuò)誤返回點(diǎn)

setjmp(png_jmpbuf(png_ptr));

當(dāng)出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，libpng將會(huì)自動(dòng)調(diào)用返回到這個(gè)點(diǎn)。在這個(gè)點(diǎn)我們可以進(jìn)行一些清理工作。如果在調(diào)用png_create_read_struct時(shí)沒(méi)有設(shè)置自定義的錯(cuò)誤處理函數(shù)，這一步是必須要做的。

指定源文件

png_init_io(png_ptr, fp);

參數(shù)1是步驟1中分配的png_ptr結(jié)構(gòu)體，參數(shù)2是需要解析的PNG文件的文件句柄。

獲取PNG圖像的信息

A. 解析圖片數(shù)據(jù)信息

png_read_png(png_ptr, info_ptr, png_transforms, png_voidp_NULL);

該函數(shù)會(huì)把所有的圖片數(shù)據(jù)解碼到info_ptr數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中。至于轉(zhuǎn)化為什么格式，由參數(shù)png_transforms決定，它是一個(gè)整型參數(shù)，可以使用libpng庫(kù)中定義的宏進(jìn)行傳參。這個(gè)參數(shù)相關(guān)的宏有很多，具體的可以參考庫(kù)中的相關(guān)文件的解析。

B.查詢圖像信息

此外，我們還可以通過(guò)png_get_image_width，png_get_image_height，png_get_color_type等函數(shù)獲得png圖像的寬度，高度，顏色類型等信息，更多的圖像信息獲取函數(shù)可以在文件pngget.c中找到。

將info_ptr中的圖像數(shù)據(jù)讀取出來(lái)

有兩種讀取PNG圖像信息的方法：

A. 一次性把所有的數(shù)據(jù)讀入內(nèi)存

png_read_image(png_ptr, row_pointers);

參數(shù)1是步驟1中分配的png_ptr，參數(shù)2是存放圖片數(shù)據(jù)的指針。

B. 也可以逐行讀取

row_pointers = png_get_rows(png_ptr, info_ptr);

參數(shù)1和參數(shù)2分別是步驟1中分配的png_ptr, info_ptr，返回值是每行數(shù)據(jù)的首地址。

參數(shù)1是步驟1中分配的png_ptr，參數(shù)2是存放圖片數(shù)據(jù)的指針。

銷毀內(nèi)存

png_destroy_read_struct(&png_ptr, &info_ptr, 0);

2.3.3 使用libpng把png文件轉(zhuǎn)為rgb格式，在LCD上顯示

代碼清單2.3 1. /********************************************************************** 2. * 函數(shù)名稱： IsnotPng 3. * 功能描述：判斷是否為PNG文件 4. * 輸入?yún)?shù)： ppFp - 文件句柄指針 5. strFileName - 文件名 6. * 返 回 值：0 - 是PNG格式 其他-不是PNG格式 7. ***********************************************************************/ 8. int IsnotPng(FILE **ppFp, const char *strFileName) 9. { 10. char strCheckHeader[8]; 11. *ppFp= fopen(strFileName, "rb"); 12. if (*ppFp== NULL) { 13. return -1; 14. } 15. /* 讀取PNG文件前8個(gè)字節(jié)，使用庫(kù)函數(shù)png_sig_cmp即可判斷是否為PNG格式 */ 16. if (fread(strCheckHeader, 1, 8, *ppFp) != 8) 17. return -1; 18. return png_sig_cmp(strCheckHeader, 0, 8); 19. 20. } 21. 22. /********************************************************************** 23. * 函數(shù)名稱： DecodePng2Rgb 24. * 功能描述：把PNG文件解析為RGB888格式 25. * 輸入?yún)?shù)： ptData - 內(nèi)含文件信息 26. * strFileName - 文件名 27. * 輸出參數(shù)：PT_PictureData->pucRgbData - 內(nèi)含rgb數(shù)據(jù) 28. * 返 回 值：0 - 成功 其他-失敗 29. ***********************************************************************/ 30. static int DecodePng2Rgb(const char *strFileName, PT_PictureData ptData) 31. { 32. int i, j; 33. int iPos = 0; 34. png_bytepp pucPngData; 35. /* 0.判斷該文件是否為PNG格式 */ 36. if (IsnotPng(&ptData->ptFp, strFileName)) { 37. printf("file is not png ...n"); 38. return -1; 39. } 40. 41. /* 1.分配和初始化兩個(gè)與libpng相關(guān)的結(jié)構(gòu)體png_ptr，info_ptr */ 42. ptData->ptPngStrPoint = png_create_read_struct(PNG_LIBPNG_VER_STRING, NULL, NULL, NULL); 43. ptData->ptPngInfoPoint= png_create_info_struct(ptData->ptPngStrPoint); 44. 45. /* 2.設(shè)置錯(cuò)誤的返回點(diǎn) */ 46. setjmp(png_jmpbuf(ptData->ptPngStrPoint)); 47. rewind(ptData->ptFp); //等價(jià)fseek(fp, 0, SEEK_SET); 48. 49. /* 3.指定源文件 */ 50. png_init_io(ptData->ptPngStrPoint, ptData->ptFp); 51. 52. /* 4.獲取PNG圖像數(shù)據(jù)信息和通道數(shù)，寬度，高度等 53. * 使用PNG_TRANSFORM_EXPAND宏做參數(shù)的作用是根據(jù)通道數(shù)的不同， 54. * 將PNG圖像轉(zhuǎn)換為BGR888或ABGR8888格式*/ 55. png_read_png(ptData->ptPngStrPoint, ptData->ptPngInfoPoint, PNG_TRANSFORM_EXPAND, 0); 56. ptData->iChannels = png_get_channels(ptData->ptPngStrPoint, ptData->ptPngInfoPoint); 57. ptData->iWidth = png_get_image_width(ptData->ptPngStrPoint, ptData->ptPngInfoPoint); 58. ptData->iHeight = png_get_image_height(ptData->ptPngStrPoint, ptData->ptPngInfoPoint); 59. 60. 61. /* 5.將info_ptr中的圖像數(shù)據(jù)讀取出來(lái) */ 62. pucPngData = png_get_rows(ptData->ptPngStrPoint, ptData->ptPngInfoPoint); //也可以分別每一行獲取png_get_rowbytes(); 63. if (ptData->iChannels == 4) { //判斷是24位還是32位 64. ptData->iRawSize= ptData->iWidth * ptData->iHeight*4; //申請(qǐng)內(nèi)存先計(jì)算空間 65. ptData->pucRawData= (unsigned char*)malloc(ptData->iRawSize); 66. if (NULL == ptData->pucRawData) { 67. printf("malloc rgba faile ...n"); 68. png_destroy_read_struct(&ptData->ptPngStrPoint, &ptData->ptPngInfoPoint, 0); 69. fclose(ptData->ptFp); 70. return -1; 71. } 72. /* 從pucPngData里讀出實(shí)際的RGBA數(shù)據(jù)出來(lái) 73. * 源數(shù)據(jù)為ABGR格式*/ 74. for (i = 0; i < ptData->iHeight; i++) 75. for (j = 0; j < ptData->iWidth * 4; j += 4) { 76. ptData->pucRawData[iPos++] = pucPngData[i][j + 3]; 77. ptData->pucRawData[iPos++] = pucPngData[i][j + 2]; 78. ptData->pucRawData[iPos++] = pucPngData[i][j + 1]; 79. ptData->pucRawData[iPos++] = pucPngData[i][j + 0]; 80. } 81. 82. /* 將得到的RGBA轉(zhuǎn)換為RGB888格式 */ 83. if(RgbaToRgb(ptData)!=0) 84. return -1; 85. 86. } 87. else if (ptData->iChannels == 3 ) { //判斷顏色深度是24位還是32位 88. ptData->iRgbSize= ptData->iWidth * ptData->iHeight*3; //申請(qǐng)內(nèi)存先計(jì)算空間 89. ptData->pucRgbData = (unsigned char*)malloc(ptData->iRgbSize); 90. if (NULL == ptData->pucRgbData) { 91. printf("malloc rgba faile ...n"); 92. png_destroy_read_struct(&ptData->ptPngStrPoint, &ptData->ptPngInfoPoint, 0); 93. fclose(ptData->ptFp); 94. return -1; 95. } 96. /* 從pucPngData里讀出實(shí)際的RGB數(shù)據(jù) 97. * 源數(shù)據(jù)為BGR格式*/ 98. for (i = 0; i < ptData->iHeight; i ++) { 99. for (j = 0; j < ptData->iWidth*3; j += 3) { 100. ptData->pucRgbData[iPos++] = pucPngData[i][j+2]; 101. ptData->pucRgbData[iPos++] = pucPngData[i][j+1]; 102. ptData->pucRgbData[iPos++] = pucPngData[i][j+0]; 103. } 104. } 105. ptData->iBpp = 24;//轉(zhuǎn)化之后的格式為RGB888格式 106. } 107. else return -1; 108. 109. 110. /* 6:銷毀內(nèi)存 */ 111. png_destroy_read_struct(&ptData->ptPngStrPoint, &ptData->ptPngInfoPoint, 0); 112. fclose(ptData->ptFp); 113. 114. 115. return 0; 116. }

2.4 圖像調(diào)整

2.4.1 圖像的縮放

2.4.1.1 圖像縮放算法淺析

圖像縮放算法有很多種，這里參考網(wǎng)友"lantianyu520"所著的"圖像縮放算法"。

原理淺析

要理解這個(gè)圖像縮放算法的原理，最重要的是需要理解：對(duì)于圖像上的每一個(gè)像素點(diǎn)，它縮放前后，相對(duì)于整個(gè)圖像的比例應(yīng)該是一樣的。

比如：

以一個(gè)長(zhǎng)度和寬度分別為200，100的長(zhǎng)方形為例，將其放大兩倍，那么縮放后的長(zhǎng)度和寬度為400，200。

為方便理解，我們建立一個(gè)笛卡爾坐標(biāo)系，把這個(gè)長(zhǎng)方形左下角的頂點(diǎn)放到坐標(biāo)(0,0)位置，四個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)分別為：(0,0),(0,100),(200,0),(200,100)。

假設(shè)此時(shí)對(duì)長(zhǎng)方形中的坐標(biāo)點(diǎn)(40,50)，它的x坐標(biāo)相對(duì)于長(zhǎng)的比值是40/200=0.2，y坐標(biāo)相對(duì)于寬的比值是50/100=0.5，那么該點(diǎn)的變換后的坐標(biāo)Dx,Dy則應(yīng)滿足：Dx/400 = 5;Dy/200 = 0.5，這樣，縮放后的坐標(biāo)就可以算出來(lái)了。

根據(jù)上面的分析，設(shè)縮放前的像素點(diǎn)坐標(biāo)為(Sx,Sy)，對(duì)應(yīng)的縮放后的像素點(diǎn)坐標(biāo)為(Dx,Dy)，縮放前的圖像長(zhǎng)寬分別為Sw,Sh，縮放后的圖像長(zhǎng)寬分別為Dw,Dh，則有：

Sx/Dx = Sw/Dw，Sy/Dy = Sh/Dh

故有Sx = Dx * Sw/Dw，Sy = Dy * Sh/Dh，

2.4.1.2源碼編寫：圖像縮放算法

有了這個(gè)上面兩條等式后，圖像縮放算法的代碼就好理解了。

下面的函數(shù)實(shí)現(xiàn)了基于上述原理實(shí)現(xiàn)的圖像縮放算法：

代碼清單2.4 1. /********************************************************************** 2. * 函數(shù)名稱： PicZoom 3. * 功能描述： 近鄰取樣插值方法縮放圖片 4. * 注意該函數(shù)會(huì)分配內(nèi)存來(lái)存放縮放后的圖片,用完后要用free函數(shù)釋放掉 5. * "近鄰取樣插值"的原理請(qǐng)參考網(wǎng)友"lantianyu520"所著的"圖像縮放算法" 6. * 輸入?yún)?shù)： ptPicData - 內(nèi)含縮放前后的圖像數(shù)據(jù) 7. * fSize - 縮放倍數(shù) 8. * 輸出參數(shù)： ptPicData->pucZoomData,內(nèi)含縮放后的數(shù)據(jù) 9. * 返 回 值： 0 - 成功, 其他值 - 失敗 10. ***********************************************************************/ 11. int PicZoom(PT_PictureData ptPicData,float fSize) 12. { 13. ptPicData->iZoomWidth = ptPicData->iWidth * fSize; 14. ptPicData->iZoomHeight= ptPicData->iHeight* fSize; 15. unsigned long* pdwSrcXTable; 16. unsigned long x; 17. unsigned long y; 18. unsigned long dwSrcY; 19. unsigned char *pucDest; 20. unsigned char *pucSrc; 21. unsigned long dwPixelBytes = ptPicData->iBpp/8; 22. ptPicData->pucZoomData= malloc(sizeof(unsigned char) * ptPicData->iZoomWidth*ptPicData->iZoomHeight*ptPicData->iBpp/8); 23. pdwSrcXTable = malloc(sizeof(unsigned long) * ptPicData->iZoomWidth); 24. if (NULL == pdwSrcXTable){ 25. printf("malloc error!n"); 26. return -1; 27. } 28. 29. /* 這幾個(gè)for循環(huán)的本質(zhì)是Sx = Dx * Sw/Dw，Sy = Dy * Sh/Dh*/ 30. for (x = 0; x < ptPicData->iZoomWidth; x++){//生成表 pdwSrcXTable 31. /* 第一個(gè)for循環(huán)對(duì)應(yīng)x方向的坐標(biāo) 32. * pdwSrcXTable[x] 對(duì)應(yīng)Sx, 33. * x 對(duì)應(yīng)Dx, 34. * ptPicData->iWidth 對(duì)應(yīng)Sw 35. * ptPicData->iZoomWidth 對(duì)應(yīng) Dw*/ 36. pdwSrcXTable[x]=(x*ptPicData->iWidth/ptPicData->iZoomWidth); 37. } 38. 39. for (y = 0; y < ptPicData->iZoomHeight; y++){ 40. /* 第2個(gè)循環(huán)對(duì)應(yīng)y方向的坐標(biāo) 41. * dwSrcY 對(duì)應(yīng)Sy, 42. * y 對(duì)應(yīng)Dy, 43. * ptPicData->iHeight 對(duì)應(yīng)Sh 44. * ptPicData->iZoomHeight 對(duì)應(yīng) Dh*/ 45. dwSrcY = (y * ptPicData->iHeight / ptPicData->iZoomHeight); 46. /* 根據(jù)這些可算得各像素點(diǎn)的RGB數(shù)據(jù)存放的地址 */ 47. pucDest = ptPicData->pucZoomData + y*ptPicData->iZoomWidth*3; 48. pucSrc = ptPicData->pucRgbData + dwSrcY*ptPicData->iWidth*3; 49. 50. /* 最后拷貝數(shù)據(jù) */ 51. for (x = 0; x iZoomWidth; x++){ 52. memcpy(pucDest+x*dwPixelBytes, pucSrc+pdwSrcXTable[x]*dwPixelBytes, dwPixelBytes); 53. } 54. } 55. 56. free(pdwSrcXTable); 57. return 0; 58. }

2.4.2 圖像的旋轉(zhuǎn)

2.4.2.1 圖像旋轉(zhuǎn)算法淺析

這里的圖像旋轉(zhuǎn)算法原理參考網(wǎng)友"落葉的思維"所著的"圖像旋轉(zhuǎn)算法與實(shí)現(xiàn)"

原理淺析

這個(gè)旋轉(zhuǎn)算法的原理的關(guān)鍵點(diǎn)有兩個(gè)：

原圖像是以圖像的左下角為原點(diǎn)建立笛卡爾坐標(biāo)系的，而旋轉(zhuǎn)一般是以圖像的中心作為旋轉(zhuǎn)點(diǎn)旋轉(zhuǎn)的。

因此為了便于轉(zhuǎn)換，我們先約定兩個(gè)坐標(biāo)系，一個(gè)是以圖像左下角為原點(diǎn)建立的坐標(biāo)系，稱為坐標(biāo)系A(chǔ)，這也是原圖像的坐標(biāo)系。一個(gè)是以圖像中心為原點(diǎn)建立的坐標(biāo)系，稱為坐標(biāo)系B。

由此，可以知道這個(gè)旋轉(zhuǎn)算法的步驟：先將坐標(biāo)系A(chǔ)下的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為坐標(biāo)系B下的坐標(biāo)，然后在坐標(biāo)系B下進(jìn)行圖像的旋轉(zhuǎn)。

在坐標(biāo)系B下，我們假設(shè)點(diǎn)（x0，y0）距離原點(diǎn)的距離為r，點(diǎn)與原點(diǎn)之間的連線與x軸的夾角為b，旋轉(zhuǎn)的角度為a，旋轉(zhuǎn)后的點(diǎn)為（x1，y1）, 如下圖所示。

那么有以下結(jié)論：

x0=rcosb；y0=rsinb

x1 = rcos(b-a) = rcosbcosa+rsinbsina=x0cosa+y0sina；

y1=rsin(b-a)=rsinbcosa-rcosbsina=-x0sina+y0cosa；

最后，由于我們顯示圖像的RGB數(shù)據(jù)還是要在坐標(biāo)系A(chǔ)下獲取的，我們最后只需要將坐標(biāo)系B下的x1,y1轉(zhuǎn)換回坐標(biāo)系A(chǔ)下的坐標(biāo)就可以了。

旋轉(zhuǎn)后的圖像的長(zhǎng)和寬會(huì)發(fā)生變化，因此要計(jì)算新圖像的長(zhǎng)和寬。

由幾何關(guān)系可知，新圖像的長(zhǎng)和寬分別是旋轉(zhuǎn)后，對(duì)角坐標(biāo)相見后的最大值

2.4.2.2 源碼編寫：圖像旋轉(zhuǎn)算法

代碼清單2.5 1. #define PI 3.1415926535 2. //角度到弧度轉(zhuǎn)化 3. #define RADIAN(angle) ((angle)*PI/180.0) 4. 5. 6. 7. 8. 9. typedef struct ConcernCoor { 10. int iLTx;// left top x 11. int iLTy;//left top y 12. int iLBx;//left bottom x 13. int iLBy;//left bottom y 14. int iRTx;//right top x 15. int iRTy;//right top y 16. int iRBx;// right bottom x 17. int iRBy;// right bottom y 18. }T_ConcernCoor, *PT_ConcernCoor; 19. 20. 21. /********************************************************************** 22. * 函數(shù)名稱： max 23. * 功能描述：比較兩個(gè)參數(shù)，返回較大值 24. * 輸入?yún)?shù)：x，y均為int型 25. * 輸出參數(shù)： 無(wú) 26. * 返 回 值： x，y中的較大值 27. ***********************************************************************/ 28. static int max(int x,int y){ 29. return x>y?x:y; 30. } 31. /********************************************************************** 32. * 函數(shù)名稱： PicRotate 33. * 功能描述： 旋轉(zhuǎn)圖片 34. * 注意該函數(shù)會(huì)分配內(nèi)存來(lái)存放縮放后的圖片,用完后要用free函數(shù)釋放掉 35. * 參考網(wǎng)友"落葉的思維"所著的"圖像旋轉(zhuǎn)算法與實(shí)現(xiàn)" 36. * 輸入?yún)?shù)： ptPicData - 內(nèi)含圖片的象素?cái)?shù)據(jù) 37. * fAngle - 旋轉(zhuǎn)角度，0<=angle<=360 38. * 輸出參數(shù)： ptPicData->pucRotateData,內(nèi)含旋轉(zhuǎn)后的rgb數(shù)據(jù) 39. * 返 回 值： 0 - 成功, 其他值 - 失敗 40. ***********************************************************************/ 41. int PicRotate(PT_PictureData ptPicData,float fAngle) 42. { 43. int i ,j; 44. T_ConcernCoor tConCor,tRonCor; 45. //原圖像每一行去除偏移量的字節(jié)數(shù) 46. //int iSrcLineSize = bitCount * srcW / 8; 47. int iSrcLineSize = ptPicData->iBpp* ptPicData->iZoomWidth / 8; 48. int iDesLineSize; 49. int iX;//旋轉(zhuǎn)后的x坐標(biāo) 50. int iY; //旋轉(zhuǎn)后的y坐標(biāo) 51. 52. /* 將坐標(biāo)系A(chǔ)下的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為坐標(biāo)系B下的坐標(biāo), 53. * 用于計(jì)算旋轉(zhuǎn)后的圖像的寬和高 54. * tConCor用于存放坐標(biāo)系B下旋轉(zhuǎn)前的坐標(biāo) 55. * tRonCor用于存放坐標(biāo)系B下旋轉(zhuǎn)后的坐標(biāo)*/ 56. tConCor.iLTx = -ptPicData->iZoomWidth/2; tConCor.iLTy = ptPicData->iZoomHeight/2; 57. tConCor.iRTx = ptPicData->iZoomWidth/2; tConCor.iRTy = ptPicData->iZoomHeight/2; 58. tConCor.iLBx = -ptPicData->iZoomWidth/2;tConCor.iLBy = -ptPicData->iZoomHeight/2; 59. tConCor.iRBx = ptPicData->iZoomWidth/2;tConCor.iRBy = -ptPicData->iZoomHeight/2; 60. 61. 62. /* 計(jì)算坐標(biāo)系B下旋轉(zhuǎn)后的坐標(biāo) */ 63. double sina = sin(RADIAN(fAngle)); 64. double cosa = cos(RADIAN(fAngle)); 65. tRonCor.iLTx =tConCor.iLTx * cosa + tConCor.iLTy * sina; 66. tRonCor.iLTy = -tConCor.iLTx * sina + tConCor.iLTy * cosa; 67. tRonCor.iRTx =tConCor.iRTx * cosa + tConCor.iRTy * sina; 68. tRonCor.iRTy = -tConCor.iRTx * sina + tConCor.iRTy * cosa; 69. tRonCor.iLBx = tConCor.iLBx * cosa + tConCor.iLBy * sina; 70. tRonCor.iLBy = -tConCor.iLBx * sina + tConCor.iLBy * cosa; 71. tRonCor.iRBx = tConCor.iRBx * cosa + tConCor.iRBy * sina; 72. tRonCor.iRBy = -tConCor.iRBx * sina + tConCor.iRBy * cosa; 73. 74. 75. /* 計(jì)算旋轉(zhuǎn)后圖像寬和高 */ 76. ptPicData->iRotateWidth = max(abs(tRonCor.iRBx - tRonCor.iLTx),abs(tRonCor.iRTx - tRonCor.iLBx)); 77. ptPicData->iRotateHeight = max(abs(tRonCor.iRBy - tRonCor.iLTy),abs(tRonCor.iRTy - tRonCor.iLBy)); 78. 79. /* 像素信息要保證3字節(jié)對(duì)齊，否則數(shù)據(jù)有可能出錯(cuò)*/ 80. iDesLineSize = ((ptPicData->iRotateWidth* ptPicData->iBpp+ 23) / 24) * 3 ; 81. /* 分配旋轉(zhuǎn)后的空間，注意這里要用旋轉(zhuǎn)后的寬和高 */ 82. ptPicData->pucRotateData = malloc(iDesLineSize * ptPicData->iRotateHeight); 83. if(NULL == ptPicData->pucRotateData){ 84. printf("malloc errorn"); 85. return -1; 86. } 87. 88. /* 通過(guò)新圖像的坐標(biāo)，計(jì)算對(duì)應(yīng)的原圖像的坐標(biāo)* 89. * i,j坐標(biāo)就是對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)系B下的x1,y1*/ 90. for (i = 0; i < ptPicData->iRotateHeight; i++){ 91. for (j = 0; j < ptPicData->iRotateWidth; j++){ 92. /* 坐標(biāo)系B下的x,y1坐標(biāo)，經(jīng)過(guò)逆運(yùn)算轉(zhuǎn)換得到iX,iY,這兩個(gè)值對(duì)應(yīng)x0,y0 */ 93. iX = (j - ptPicData->iRotateWidth / 2)*cos(RADIAN(360 - fAngle)) + (-i + ptPicData->iRotateHeight / 2)*sin(RADIAN(360 - fAngle)); 94. iY = -(j - ptPicData->iRotateWidth / 2)*sin(RADIAN(360 - fAngle)) + (-i + ptPicData->iRotateHeight / 2)*cos(RADIAN(360 - fAngle)); 95. /*如果這個(gè)坐標(biāo)不在原圖像內(nèi)，則不賦值*/ 96. if (iX > ptPicData->iZoomWidth / 2 || iX < -ptPicData->iZoomWidth / 2 || iY > ptPicData->iZoomHeight / 2 || iY < -ptPicData->iZoomHeight / 2){ 97. continue; 98. } 99. /* 再將坐標(biāo)系B下的x0,y0坐標(biāo)，轉(zhuǎn)換為坐標(biāo)系A(chǔ)下的坐標(biāo) */ 100. int iXN = iX + ptPicData->iZoomWidth / 2; 101. int iYN = abs(iY - ptPicData->iZoomHeight / 2); 102. /* 值拷貝*/ 103. memcpy(&ptPicData->pucRotateData[i * iDesLineSize + j * 3],&ptPicData->pucZoomData[iYN * iSrcLineSize + iXN * 3],3); 104. } 105. } 106. return 0; 107. } 審核編輯 黃昊宇