JPEG格式因其高效的压缩率和较小的内存占用而被广泛应用。在JPEG压缩过程中，有几个常用的库可供选择，下面我们将介绍两个流行的JPEG压缩库。
首先是libjpeg库，这是一个功能全面的JPEG图像处理库。libjpeg提供了丰富的函数，用于JPEG图像的压缩和解压缩，支持在不同操作系统上运行。作为Independent JPEG Group开发的自由软件，libjpeg不仅能处理JPEG图像的转换，还能执行基本的颜色空间转换等操作。许多图像处理软件都依赖libjpeg库来实现JPEG图像的读写和处理。
另一个选择是TinyJPEG库，这是一个针对JPEG格式处理进行优化的小型库。TinyJPEG在libjpeg的基础上进行了简化和优化，使其更加高效且占用更少的资源。它特别适合在资源受限的嵌入式设备中使用，例如低功耗设备、嵌入式系统以及移动应用程序等。TinyJPEG的轻量级设计让它在保持图像质量的同时，提供了高效的图像处理能力。
以STM32F103ZET6微控制器为例，我们可以看到如何使用TinyJPEG库将RGB565格式的图像数据压缩为JPEG格式。STM32F103ZET6基于ARM Cortex-M3内核，以其高性能和低功耗特性而受到欢迎。
首先，将RGB565格式的图像数据转换为YUV420格式是关键一步。JPEG压缩算法基于YUV颜色空间，因此这种转换是必要的。接下来，对YUV420数据进行预处理，包括分块、离散余弦变换（DCT）、量化等操作，以准备后续的压缩。
然后，进行霍夫曼编码，这是一种数据编码方法，可以有效地减少数据的存储空间。最后，将编码后的数据写入JPEG文件，这样我们就得到了压缩后的JPEG图像数据。
以下是一个示例代码片段，展示了如何使用TinyJPEG库进行图像压缩：
```c #include "tiny_jpeg.h"
#define WIDTH 320 #define HEIGHT 240 #define RGB_BUF_SIZE (WIDTH * HEIGHT * 2) #define JPEG_BUF_SIZE (WIDTH * HEIGHT)
uint8_t rgb_buf[RGB_BUF_SIZE]; uint8_t jpeg_buf[JPEG_BUF_SIZE];
int main(void) { // 初始化摄像头和LCD等设备
// 获取RGB565格式的图像数据 get_rgb_data(rgb_buf, RGB_BUF_SIZE);
// 转换RGB565数据为YUV420格式 uint8_t yuv_buf[WIDTH * HEIGHT * 3 / 2]; rgb_to_yuv(rgb_buf, WIDTH, HEIGHT, yuv_buf);
// 对YUV420数据预处理 uint8_t dct_buf[JPEG_BUF_SIZE]; preprocess(yuv_buf, WIDTH, HEIGHT, dct_buf);
// 进行霍夫曼编码 int jpeg_size = encode(dct_buf, WIDTH, HEIGHT, jpeg_buf, JPEG_BUF_SIZE);
// 将JPEG数据写入SD卡或其他存储介质 write_jpeg_to_sd_card(jpeg_buf, jpeg_size);
while (1) { // 主循环，处理其他任务 } } ```
使用TinyJPEG库时，需要根据具体的应用场景进行适当的调整和优化，以适应图像大小、压缩比例和编码质量等方面的需求。通过这种方式，即使是资源受限的嵌入式系统，也能高效地处理和压缩图像数据。
【1】项目背景
在STM32单片机上调用OV系列摄像头读取实时视频，然后对数据进行分析，分析之后再通过WIFI或者4G网络传输给服务器保存和显示。因为处理数据时，采用的是RGB源数据格式，处理之后的 数据需要通过网络传输，由于RGB源数据占用内存很大，对接下来的网络传输非常不力，严重影响传输速度。所以，需要先将RGB数据压缩成JPG格式再进行传输。
【2】常用的JPGE压缩库
（1）libjpeg库
libjpeg是一个用于处理JPEG图像格式的库。它提供了一组用于压缩和解压缩JPEG图像的函数，可以在各种操作系统上使用。libjpeg是由Independent JPEG Group开发的自由软件，其主要功能包括压缩和解压缩JPEG图像、转换JPEG图像格式以及进行基本颜色空间转换等。许多图像处理应用程序都使用libjpeg库来实现JPEG图像的读取、写入和处理等功能。
（2）TinyJPEG库
TinyJPEG是一个用于处理JPEG图像格式的小型库。它是在libjpeg库的基础上进行了简化和优化，以实现更高效的JPEG压缩和解压缩。TinyJPEG库的主要特点是代码量小、易于集成和使用，并且可以在嵌入式设备等资源受限的环境中运行。由于其小巧、快速和可移植性等特点，TinyJPEG库通常用于低功耗设备、嵌入式系统、移动应用程序等领域，以提供高质量的图像处理能力。
【3】示例代码
TinyJPEG库是一款轻量级的JPEG压缩库，适用于资源受限的嵌入式系统。下面采用STM32F103ZET6作为实验对象，STM32F103ZET6 是一款基于ARM Cortex-M3内核的微控制器，具有高性能和低功耗的特点。
将RGB565格式的图像压缩成JPEG格式，需要经过以下几个步骤：
- 将RGB565数据转换为YUV420格式数据。由于JPEG压缩算法基于YUV颜色空间，因此需要先将RGB565数据转换为YUV420格式数据，以便后续处理。
- 对YUV420数据进行预处理。在进行JPEG压缩前，需要对YUV420数据进行预处理，包括分块、离散余弦变换（DCT）、量化等操作。
- 进行霍夫曼编码。将预处理后的数据进行霍夫曼编码，以便能够更好地压缩数据。
- 生成JPEG文件。将编码后的数据写入到JPEG文件中，即可生成JPEG格式的图像数据。
以下是一个示例代码，使用TinyJPEG库将RGB565格式的图像压缩成JPEG格式：
#include "tiny_jpeg.h"
#define WIDTH 320
#define HEIGHT 240
#define RGB_BUF_SIZE (WIDTH * HEIGHT * 2)
#define JPEG_BUF_SIZE (WIDTH * HEIGHT)
uint8_t rgb_buf[RGB_BUF_SIZE];
uint8_t jpeg_buf[JPEG_BUF_SIZE];
int main(void)
{
// 初始化摄像头和LCD等设备
// 获取RGB565格式的图像数据
get_rgb_data(rgb_buf, RGB_BUF_SIZE);
// 将RGB565格式的图像数据转换为YUV420格式数据
uint8_t yuv_buf[WIDTH * HEIGHT * 3 / 2];
rgb_to_yuv(rgb_buf, WIDTH, HEIGHT, yuv_buf);
// 对YUV420格式数据进行预处理
uint8_t dct_buf[JPEG_BUF_SIZE];
prepRoCEss(yuv_buf, WIDTH, HEIGHT, dct_buf);
// 进行霍夫曼编码
int jpeg_size = encode(dct_buf, WIDTH, HEIGHT, jpeg_buf, JPEG_BUF_SIZE);
// 将压缩后的JPEG数据写入到SD卡或其他存储介质中
write_jpeg_to_sd_card(jpeg_buf, jpeg_size);
while (1) {
// 主循环，处理其他任务
}
}
TinyJPEG库是一款通用的JPEG压缩库，使用时需要根据具体情况进行修改和适配。在具体实现时，还需要考虑图像大小、压缩比率、编码质量等因素，以便更好地满足实际需求。
审核编辑：汤梓红
