百问FB显示开发图像处理 - PNG图像处理

2.3 PNG图像处理

2.3.1 PNG文件格式和libpng编译

​ 跟JPEG文件格式一样，PNG也是一种使用了算法压缩后的图像格式，与JPEG不同，PNG使用从LZ77派生的无损数据压缩算法。对于PNG文件格式，也有相应的开源工具libpng。

libpng库可从官网上下载最新的源代码：

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

在使用libpng之前，我们先要交叉编译libpng的库文件和头文件并存到开发板的文件系统中。以下是libpng的编译过程：

1. 解压并进入文件目录

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

2. 交叉编译

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

3. 将编译出来的头文件和库文件拷贝到交叉编译器的相应目录下

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

4. 将编译出来的头文件和库文件拷贝到开发板文件系统的相应目录下

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

2.3.2 libpng接口函数的解析和使用

libpng的使用方法可以参考解压包中的使用说明libpng-manual.txt和例程example.c。libjpeg的使用步骤简单总结如下：

1. 分配和初始化两个与libpng相关的结构体png_ptr，info_ptr

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

   ​ 参数2，3，4分别是用户自定义的错误处理函数，若无，则填NULL。

​ B. info_ptr = png_create_info_struct(png_ptr);

2. 设置错误返回点

   setjmp(png_jmpbuf(png_ptr));

   当出现错误时，libpng将会自动调用返回到这个点。在这个点我们可以进行一些清理工作。如果在调用png_create_read_struct时没有设置自定义的错误处理函数，这一步是必须要做的。

3. 指定源文件

   png_init_io(png_ptr, fp);

   参数1是步骤1中分配的png_ptr结构体，参数2是需要解析的PNG文件的文件句柄。

4. 获取PNG图像的信息

   A. 解析图片数据信息

   png_read_png(png_ptr, info_ptr, png_transforms, png_voidp_NULL);

   该函数会把所有的图片数据解码到info_ptr数据结构中。至于转化为什么格式，由参数png_transforms决定，它是一个整型参数，可以使用libpng库中定义的宏进行传参。这个参数相关的宏有很多，具体的可以参考库中的相关文件的解析。

   B.查询图像信息

此外，我们还可以通过png_get_image_width，png_get_image_height，png_get_color_type等函数获得png图像的宽度，高度，颜色类型等信息，更多的图像信息获取函数可以在文件pngget.c中找到。

5. 将info_ptr中的图像数据读取出来

   有两种读取PNG图像信息的方法：

   A. 一次性把所有的数据读入内存

   png_read_image(png_ptr, row_pointers);

   参数1是步骤1中分配的png_ptr，参数2是存放图片数据的指针。

   B. 也可以逐行读取

   row_pointers = png_get_rows(png_ptr, info_ptr);

   参数1和参数2分别是步骤1中分配的png_ptr, info_ptr，返回值是每行数据的首地址。

   参数1是步骤1中分配的png_ptr，参数2是存放图片数据的指针。

6. 销毁内存

   png_destroy_read_struct(&png_ptr, &info_ptr, 0);

2.3.3 使用libpng把png文件转为rgb格式，在LCD上显示

代码清单2.3
1.	/********************************************************************** 
2.	 * 函数名称： IsnotPng 
3.	 * 功能描述：判断是否为PNG文件 
4.	 * 输入参数： ppFp - 文件句柄指针 
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.	    /* 读取PNG文件前8个字节，使用库函数png_sig_cmp即可判断是否为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.	 * 函数名称： DecodePng2Rgb 
24.	 * 功能描述：把PNG文件解析为RGB888格式 
25.	 * 输入参数： ptData - 内含文件信息 
26.	 *                             strFileName - 文件名 
27.	 * 输出参数：PT_PictureData->pucRgbData - 内含rgb数据 
28.	 * 返 回 值：0 - 成功 其他-失败 
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.判断该文件是否为PNG格式 */  
36.	    if (IsnotPng(&ptData->ptFp, strFileName)) {  
37.	        printf("file is not png ...\n");  
38.	        return -1;  
39.	    }   
40.	  
41.	    /* 1.分配和初始化两个与libpng相关的结构体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.设置错误的返回点 */  
46.	    setjmp(png_jmpbuf(ptData->ptPngStrPoint));  
47.	    rewind(ptData->ptFp); //等价fseek(fp, 0, SEEK_SET);  
48.	  
49.	    /* 3.指定源文件 */  
50.	    png_init_io(ptData->ptPngStrPoint, ptData->ptFp);  
51.	  
52.	    /* 4.获取PNG图像数据信息和通道数，宽度，高度等  
53.	      * 使用PNG_TRANSFORM_EXPAND宏做参数的作用是根据通道数的不同， 
54.	      * 将PNG图像转换为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.将info_ptr中的图像数据读取出来 */  
62.	    pucPngData = png_get_rows(ptData->ptPngStrPoint, ptData->ptPngInfoPoint); //也可以分别每一行获取png_get_rowbytes();  
63.	    if (ptData->iChannels == 4) { //判断是24位还是32位  
64.	        ptData->iRawSize= ptData->iWidth * ptData->iHeight*4; //申请内存先计算空间    
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.	        /* 从pucPngData里读出实际的RGBA数据出来  
73.	         * 源数据为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.	        /* 将得到的RGBA转换为RGB888格式 */  
83.	        if(RgbaToRgb(ptData)!=0)  
84.	            return -1;  
85.	  
86.	    }  
87.	    else if (ptData->iChannels == 3 ) { //判断颜色深度是24位还是32位  
88.	        ptData->iRgbSize= ptData->iWidth * ptData->iHeight*3; //申请内存先计算空间    
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.	        /* 从pucPngData里读出实际的RGB数据 
97.	          * 源数据为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;//转化之后的格式为RGB888格式  
106.	    }   
107.	    else return -1;   
108.	  
109.	      
110.	    /* 6:销毁内存 */  
111.	    png_destroy_read_struct(&ptData->ptPngStrPoint, &ptData->ptPngInfoPoint, 0);  
112.	    fclose(ptData->ptFp);  
113.	  
114.	  
115.	    return 0;  
116.	}