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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：
- 解压并进入文件目录
tar xzf libpng-1.6.37.tar.gz
cd libpng-1.6.37/
- 交叉编译
./configure --prefix=/work/projects/libpng-1.6.37/tmp/ --host=arm-linux
make
make install
- 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
- 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：
-
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);
-
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。
-
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。
-
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。
-
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。
-
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. }