STM32單片機上RGB數(shù)據(jù)轉為JPEG格式辦法

【1】項目背景

在STM32單片機上調(diào)用OV系列攝像頭讀取實時視頻，然后對數(shù)據(jù)進行分析，分析之后再通過WIFI或者4G網(wǎng)絡傳輸給服務器保存和顯示。因為處理數(shù)據(jù)時，采用的是RGB源數(shù)據(jù)格式，處理之后的 數(shù)據(jù)需要通過網(wǎng)絡傳輸，由于RGB源數(shù)據(jù)占用內(nèi)存很大，對接下來的網(wǎng)絡傳輸非常不力，嚴重影響傳輸速度。所以，需要先將RGB數(shù)據(jù)壓縮成JPG格式再進行傳輸。

【2】常用的JPGE壓縮庫

（1）libjpeg庫

libjpeg是一個用于處理JPEG圖像格式的庫。它提供了一組用于壓縮和解壓縮JPEG圖像的函數(shù)，可以在各種操作系統(tǒng)上使用。libjpeg是由Independent JPEG Group開發(fā)的自由軟件，其主要功能包括壓縮和解壓縮JPEG圖像、轉換JPEG圖像格式以及進行基本顏色空間轉換等。許多圖像處理應用程序都使用libjpeg庫來實現(xiàn)JPEG圖像的讀取、寫入和處理等功能。

（2）TinyJPEG庫

TinyJPEG是一個用于處理JPEG圖像格式的小型庫。它是在libjpeg庫的基礎上進行了簡化和優(yōu)化，以實現(xiàn)更高效的JPEG壓縮和解壓縮。TinyJPEG庫的主要特點是代碼量小、易于集成和使用，并且可以在嵌入式設備等資源受限的環(huán)境中運行。由于其小巧、快速和可移植性等特點，TinyJPEG庫通常用于低功耗設備、嵌入式系統(tǒng)、移動應用程序等領域，以提供高質(zhì)量的圖像處理能力。

【3】示例代碼

TinyJPEG庫是一款輕量級的JPEG壓縮庫，適用于資源受限的嵌入式系統(tǒng)。下面采用STM32F103ZET6作為實驗對象，STM32F103ZET6 是一款基于ARM Cortex-M3內(nèi)核的微控制器，具有高性能和低功耗的特點。

將RGB565格式的圖像壓縮成JPEG格式，需要經(jīng)過以下幾個步驟：

1. 將RGB565數(shù)據(jù)轉換為YUV420格式數(shù)據(jù)。由于JPEG壓縮算法基于YUV顏色空間，因此需要先將RGB565數(shù)據(jù)轉換為YUV420格式數(shù)據(jù)，以便后續(xù)處理。
2. 對YUV420數(shù)據(jù)進行預處理。在進行JPEG壓縮前，需要對YUV420數(shù)據(jù)進行預處理，包括分塊、離散余弦變換（DCT）、量化等操作。
3. 進行霍夫曼編碼。將預處理后的數(shù)據(jù)進行霍夫曼編碼，以便能夠更好地壓縮數(shù)據(jù)。
4. 生成JPEG文件。將編碼后的數(shù)據(jù)寫入到JPEG文件中，即可生成JPEG格式的圖像數(shù)據(jù)。

以下是一個示例代碼，使用TinyJPEG庫將RGB565格式的圖像壓縮成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)
{
  // 初始化攝像頭和LCD等設備
?
  // 獲取RGB565格式的圖像數(shù)據(jù)
  get_rgb_data(rgb_buf, RGB_BUF_SIZE);
?
  // 將RGB565格式的圖像數(shù)據(jù)轉換為YUV420格式數(shù)據(jù)
  uint8_t yuv_buf[WIDTH * HEIGHT * 3 / 2];
  rgb_to_yuv(rgb_buf, WIDTH, HEIGHT, yuv_buf);
?
  // 對YUV420格式數(shù)據(jù)進行預處理
  uint8_t dct_buf[JPEG_BUF_SIZE];
  preprocess(yuv_buf, WIDTH, HEIGHT, dct_buf);
?
  // 進行霍夫曼編碼
  int jpeg_size = encode(dct_buf, WIDTH, HEIGHT, jpeg_buf, JPEG_BUF_SIZE);
?
  // 將壓縮后的JPEG數(shù)據(jù)寫入到SD卡或其他存儲介質(zhì)中
  write_jpeg_to_sd_card(jpeg_buf, jpeg_size);
?
  while (1) {
    // 主循環(huán)，處理其他任務
   }
}

TinyJPEG庫是一款通用的JPEG壓縮庫，使用時需要根據(jù)具體情況進行修改和適配。在具體實現(xiàn)時，還需要考慮圖像大小、壓縮比率、編碼質(zhì)量等因素，以便更好地滿足實際需求。

審核編輯：湯梓紅