高效图像压缩：libjpeg-turbo的应用与优势

一、libjpeg-turbo简介

libjpeg-turbo是一个基于libjpeg的高性能JPEG压缩库，它在压缩率与速度之间做了平衡，并取得了非常不错的效果。它采用了SIMD指令集，通过使用从x86、MIPS和ARM架构中挑选出的最优指令，进一步提高了执行效率。

接下来，我们将通过一个代码示例来体验它的压缩速度与压缩率。

#include 
#include 

void compress(const char *filename_in, const char *filename_out, int quality) {
    struct jpeg_compress_struct cinfo;
    struct jpeg_error_mgr jerr;
    JSAMPROW row_pointer[1];
    int row_stride;
    FILE *infile = fopen(filename_in, "rb");
    unsigned char *buffer;
    if (!infile) {
        printf("can't open %s\n", filename_in);
        return;
    }
    buffer = (unsigned char *)malloc(1 << 20); // 1MB
    if (!buffer) {
        printf("not enough memory\n");
        fclose(infile);
        return;
    }
    fseek(infile, 0, SEEK_END);
    size_t file_size = ftell(infile);
    fseek(infile, 0, SEEK_SET);
    fread(buffer, 1, file_size, infile);
    fclose(infile);

    cinfo.err = jpeg_std_error(&jerr);
    jpeg_create_compress(&cinfo);
    FILE *outfile = fopen(filename_out, "wb");
    if (!outfile) {
        printf("can't open %s\n", filename_out);
        jpeg_destroy_compress(&cinfo);
        return;
    }
    jpeg_stdio_dest(&cinfo, outfile);

    cinfo.image_width = 3840;
    cinfo.image_height = 2160;
    cinfo.input_components = 3;
    cinfo.in_color_space = JCS_RGB;
    jpeg_set_defaults(&cinfo);
    jpeg_set_quality(&cinfo, quality, TRUE);
    jpeg_start_compress(&cinfo, TRUE);

    row_stride = cinfo.image_width * 3;
    while (cinfo.next_scanline < cinfo.image_height) {
      row_pointer[0] = & buffer[cinfo.next_scanline * row_stride];
      jpeg_write_scanlines(&cinfo, row_pointer, 1);
    }

    jpeg_finish_compress(&cinfo);
    fclose(outfile);
    jpeg_destroy_compress(&cinfo);
    printf("%s compressed to %s (quality=%d)\n", filename_in, filename_out, quality);
}

int main(int argc, char *argv[]) {
    compress("test.jpg", "test_compressed.jpg", 80);
    return 0;
}

在上面这段代码中，我们定义了一个名为compress的函数用于压缩JPEG文件。我们调用该函数时需要提供三个参数：输入文件名、输出文件名和压缩质量。其中，输入文件名指的是需要压缩的JPEG图片，输出文件名指的是压缩完成后的JPEG图片，压缩质量则是一个0~100的整数，0表示压缩质量最差，100表示压缩质量最好。

在上述示例代码中，我们将一张分辨率为3840×2160的JPEG图片进行了80%的压缩，并输出到了另一个文件中。当然，我们可以对比不同的压缩质量所获得的压缩率和压缩时间，以便更好地权衡压缩质量与速度。

二、libjpeg-turbo的优势

那么，为什么应该选择使用libjpeg-turbo呢？首先，它显著提高了压缩速度，这使得它成为了许多应用场景下的首选。此外，它还允许用户选择更高的压缩率，使得压缩后的图片质量更高。

应用libjpeg-turbo还有一个优势，那就是它可以支持许多操作系统和平台，包括Linux、Windows、Mac OS X和Android等。

下面这段代码演示了如何在Android平台上使用libjpeg-turbo：

#include 
#include 
#include 

#define LOG_TAG "libjpeg-turbo"
#define LOGI(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO, LOG_TAG, __VA_ARGS__)
#define LOGE(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR, LOG_TAG, __VA_ARGS__)

void compress(const char *filename_in, const char *filename_out, int quality) {
    struct jpeg_compress_struct cinfo;
    struct jpeg_error_mgr jerr;
    JSAMPROW row_pointer[1];
    int row_stride;
    FILE *infile = fopen(filename_in, "rb");
    unsigned char *buffer;
    if (!infile) {
        LOGE("can't open %s", filename_in);
        return;
    }
    buffer = (unsigned char *)malloc(1 << 20); // 1MB
    if (!buffer) {
        LOGE("not enough memory");
        fclose(infile);
        return;
    }
    fseek(infile, 0, SEEK_END);
    size_t file_size = ftell(infile);
    fseek(infile, 0, SEEK_SET);
    fread(buffer, 1, file_size, infile);
    fclose(infile);

    cinfo.err = jpeg_std_error(&jerr);
    jpeg_create_compress(&cinfo);
    FILE *outfile = fopen(filename_out, "wb");
    if (!outfile) {
        LOGE("can't open %s", filename_out);
        jpeg_destroy_compress(&cinfo);
        return;
    }
    jpeg_stdio_dest(&cinfo, outfile);

    cinfo.image_width = 3840;
    cinfo.image_height = 2160;
    cinfo.input_components = 3;
    cinfo.in_color_space = JCS_RGB;
    jpeg_set_defaults(&cinfo);
    jpeg_set_quality(&cinfo, quality, TRUE);
    jpeg_start_compress(&cinfo, TRUE);

    row_stride = cinfo.image_width * 3;
    while (cinfo.next_scanline < cinfo.image_height) {
      row_pointer[0] = & buffer[cinfo.next_scanline * row_stride];
      jpeg_write_scanlines(&cinfo, row_pointer, 1);
    }

    jpeg_finish_compress(&cinfo);
    fclose(outfile);
    jpeg_destroy_compress(&cinfo);
    LOGI("%s compressed to %s (quality=%d)", filename_in, filename_out, quality);
}

int main(int argc, char *argv[]) {
    // 在Android平台上，可以使用以下代码来获取应用的路径
    // 并将要压缩的图片路径拼接上去

    char *path_to_image = "/data/data/com.example.myapp/files/test.jpg";
    char *path_to_compressed_image = "/data/data/com.example.myapp/files/test_compressed.jpg";

    int quality = 80; // 压缩质量

    compress(path_to_image, path_to_compressed_image, quality);
    return 0;
}

上述示例代码展示了在Android平台上使用libjpeg-turbo进行图片压缩的方法。通过使用ANRDOID_LOG_INFO和ANDROID_LOG_ERROR宏来输出调试信息，我们可以更方便地确定在压缩过程中可能出现的问题所在。

三、总结

本文中，我们详细阐述了libjpeg-turbo的应用与优势，并且通过代码示例演示了如何使用libjpeg-turbo进行高效的图像压缩。同时，我们还探讨了如何在不同的操作系统和平台上使用libjpeg-turbo。相信这些内容对于开发者们的图像处理工作有所帮助。