C语言实现YUV文件转JPEG格式
作者：乐山劲松
这篇文章主要为大家详细介绍了如何利用C语言实现将YUV文件转为JPEG格式,文中的示例代码讲解详细,感兴趣的小伙伴可以跟随小编一起学习一下
先取yuv 文件中一个16×8的块，跑通全流程
理解与思路：
1.块分割
YUV 文件分为：YUV444 YUV 422 YUV420。444:就是：12个char 有4个Y，4个U，4个 U，422：8个char 中有4个Y ，U,V各两个，420：意思就是8char里有6个Y，1个U，1个V。444与422 中的三分量多是交错存储的，420则是先存储Y，再存储U,V。
YUV存储也是线型存储的，不是平面块存储的。
对应到jpeg，也要按YUV的三种格式分别分块。jpeg协议中有一概念MCU：最小编码块。jpeg就是按MCU 为单位循环存储的。MCU中又有若干8×8 的block。这些block 就是Y ，U ，V 分量的8×8 块。
我理解：对应YUV444, 一行内取24字节（这是指水平行，程序处理同时要取8个水平行，意思MCU=8×24字节）。含有Y，U,V各8个字节。也就是说：程序一次读取8行24个char ，处理成3张8×8的表，直到读完整个yuv文件
YUV422：一行 8个char中有4个Y，UV各2个。必须把Y凑成8那就要乘2。那就是一行为16个字节，MCU=16×8，取8行生成一张8×8的Y，UV 各半张，UV要补0成为8×8。
YUV420：一行8个字节中有6个Y，UV各一个，Y×8成为8的倍数水平要取64字节，所以，MCU=8×8×8，意思就是有6张Y表，UV 各一张。
2.量化
Jpeg几乎对Y分量不压缩处理，只压缩UV彩色分量。把几个Y拼在一起余弦处理因为余弦转化是没有损失的，也不会让数据失真。真正让数据失真是量化这个环节，如果量化表全为1，则是无损量化。
下面的程序为借用成品图片的量化表。
3. Z形排序
采用查表法，先按Z顺序生成一个表，读数时按表的数值作为读取位置。
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <linux/videodev2.h> //v4l2 头文件
#include <string.h>
#include <sys/mman.h>
#include <linux/fb.h>
#include <math.h>
#define PI 3.1415926
#define pic_width 1280 //1280*720 640*360 960*540 320*240 424*240 848*480 640*480
#define pic_heigth 720
#define filename "/home/wzpc/Pictures/my.yuv"
#define file1 "/home/wzpc/Pictures/my.jpg" //借用成品图片的量化表
//int fdct(char (*i)[8], char (*o)[8] );
int main(void) {
//-----------FDCT()函数------------------------------------
int fdct(char (*i)[8], char (*o)[8] ) { //i 为输入 o 为参数传入的输出转换后的数据
double s;
double au;
double av;
for (int u = 0; u < 8; u++) {
for (int v = 0; v < 8; v++) {
for (int y = 0; y < 8; y++) {
for (int x = 0; x < 8; x++) {
s = s + (1.0 / 4) * i[y][x] * cos((2 * y + 1) * u * PI / 16) * cos((2 * x + 1) * v * PI / 16);
}
}
if (u == 0) {
au = 1.0 / sqrt(2);
} else {
au = 1.0;
}
if (v == 0) {
av = 1.0 / sqrt(2);
} else {
av = 1.0;
}
s = s * au * av; //-30.1856
int s1 = round(s * 100); //-3019
s = s1 / 100.0; //-30.19
o[u][v] = s; //double 转为char 类型
s = 0;
}
}
return 0;
}
//--------Z 排序--------------------------------
int zz(char (*i1)[8],char o1[64]){
int zb[64]={0,8,1,2,9,16,24,17,10,3,4,11,18,25,32,40,33,26,19,12,5,6,13,20,27,34,41,48,56,
49,42,35,28,21,14,7,15,22,29,36,43,50,57,58,51,44,37,30,23,31,38,45,52,59,60,
53,46,39,47,54,61,62,55,63
};
char *p1=(char *)i1;
for(int a=0;a<64;a++){
int c=zb[a];
o1[a]=p1[c];
}
return 0;
}
// -----量化函数---------------
int lh(char (*i)[8],char (*lhb)[8], char (*o)[8]){
for(int a=0;a<8;a++){
for(int b=0;b<8;b++){
o[a][b]=round((i[a][b])/(lhb[a][b]));
}
}
return 0;
}
FILE *f1 = fopen(file1, "rb"); //如用mmap 必须以读写方式打开文件
if (f1 == NULL) {
puts("filename error");
exit(-1);
}
fseek(f1, 0, SEEK_END);
int len1 = ftell(f1);
fseek(f1, 0, SEEK_SET);
int fd1 = fileno(f1);
unsigned char *mp1 = mmap(NULL, len1, PROT_READ, MAP_SHARED, fd1, 0); //必须要读，写
//---------读量化表-------------------------------
char lh00[64]={}; //提取量化表
char lh10[64]={};
for(int a=0;a<len1;a++){
if((mp1[a]==0xff)&&(mp1[a+1]==0xdb)&&(mp1[a+2]==0)){
for(int b=0;b<65;b++){
if(mp1[a+b+4]==0){
memcpy(lh00,&(mp1[a+b+5]),64);
}
if(mp1[a+b+4]==1){
memcpy(lh10,&(mp1[a+b+5]),64);
}
}
printf("\n");
}
}
for(int a=0;a<64;a++){
// printf("%d ,",lh00[a]);
}
printf("\n");
//---------------------------------------------------------------------------
FILE *f = fopen(filename, "rb"); //如用mmap 必须以读写方式打开文件
if (f == NULL) {
puts("filename error");
exit(-1);
}
fseek(f, 0, SEEK_END);
int len_file = ftell(f);
fseek(f, 0, SEEK_SET);
int fd = fileno(f);
unsigned char *mp = mmap(NULL, len_file, PROT_READ, MAP_SHARED, fd, 0); //必须要读，写
int width_pic = 1280;
int heigth_pic = 720;
//out：1.文件总长度 len_file
// 2.图片宽度 1280 width_pic
// 3.图片高度 720 heigth_pic
// 4.图片数据 *mp
//--------------------------------------------------------
//因为yuv422数据是4个字节生成2个像素点，所以图片的width*heigth*2=len_file
//摄像头输出的分辨率图片宽度×2都是8的倍数，高度X2也是8的倍数。所以yuv数据都不用补列。最多补文件末尾的空字节
//摄像头的分辨率末尾数X2=0,8,6,4,2,就是8的倍数
// 1.----------检查yuv文件长度末尾是否有空字节，有，补0-------------------
if ((width_pic * heigth_pic * 2) != len_file) {
memset(&mp[len_file], 0, (width_pic * heigth_pic * 2 - len_file));
}
// 2.----------取16*8--------------------------------------
//YUV422 字节排列：[0]=Y0 [1]=U0 [2]=Y1 [3]=V0 [4]=Y2 [5]=U1 [6]=Y3 [7]=V1 4个Y 2个U 2个V
//所以取16个字节的yuv 数据，含8个y ，4个u，4个v
unsigned char (*i_mp)[width_pic] = (unsigned char (*)[width_pic])mp;
int m = 0; // 行 取1个（0,0）开始的16×8 块
int n = 0; //列
int heigth = heigth_pic; //行
int width = width_pic; //列
int fheigth = 8;
int fwidth = 16;
unsigned char o[8][16] = {}; //取出16×8的块
if ((m + fheigth) > heigth) {
puts("fheigth error");
exit(-1);
}
if ((n + fwidth) > width) {
puts("fwidth error");
exit(-1);
}
for (int a = 0; a < fheigth; a++) {
for (int b = 0; b < fwidth; b++) {
o[a][b] = i_mp[a + m][b + n];
}
}
munmap(mp, len_file);
//----------分离Y---------------------
char y[8][8] = {};
for (int a = 0; a < 8; a++) {
for (int b = 0; b < 8; b++) {
y[a][b] = o[a][2 * b] - 128;
}
}
//----------分离U-----------------
char u[8][8] = {};
memset(&u, 0, 64); //补0
for (int a = 0; a < 8; a++) {
for (int b = 0; b < 8; b++) {
if ((4 * b + 1) <= 16) {
u[a][b] = o[a][4 * b + 1] - 128;
}
}
}
//-----------分离v-----------------
char v[8][8] = {};
memset(&v, 0, 64); //补0
for (int a = 0; a < 8; a++) {
for (int b = 0; b < 8; b++) {
if ((4 * b + 3) <= 16) {
v[a][b] = o[a][4 * b + 3] - 128;
}
}
}
//--------------FDCY Y- U V----------------------------
char y_fdct[8][8] = {};
fdct(y, y_fdct);
char u_fdct[8][8] = {};
fdct(u, u_fdct);
char v_fdct[8][8] = {};
fdct(v, v_fdct);
//----------------量化 Y U V -----------------------------------
//借用成品jpg图片量化表，lh0,lh1
char (*lh0)[8]=(char (*)[8])lh00;
char (*lh1)[8]=(char (*)[8])lh10;
char y_lh[8][8]={};
char u_lh[8][8]={};
char v_lh[8][8]={};
lh(y_fdct,lh0,y_lh);
lh(u_fdct,lh1,u_lh);
lh(v_fdct,lh1,v_lh);
//---------Z排序--------------------------
char y_z[64]={};
char u_z[64]={};
char v_z[64]={};
zz(y_lh,y_z);
zz(u_lh,u_z);
zz(v_lh,v_z);
for (int b = 0; b < 64; b++) {
printf("%d ,", v_z[b]);
}
return 0;
}到此这篇关于C语言实现YUV文件转JPEG格式的文章就介绍到这了,更多相关C语言YUV转JPEG内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！