picojpeg

picojpeg

Exportiert von http://code.google.com/p/picojpeg. Der ursprüngliche Autor ist Rich Geldreich von richgel99 bei gmail.com .

picojpeg ist ein Public-Domain-JPEG-Dekompressor, der in einfachem C in einer einzigen Quelldatei picojpeg.c und einem einzigen Header picojpeg.h geschrieben ist. Es verfügt über mehrere ziemlich einzigartige Eigenschaften, die es auf kleinen eingebetteten 8/16-Bit-Geräten oder in Umgebungen mit sehr begrenztem Speicher nützlich machen:

• Optimiert für minimalen Speicherverbrauch: Benötigt nur ~2,3 KB Arbeitsspeicher.
• Es wird davon ausgegangen, dass der ROM-Code-Speicher größer ist als der verfügbare RAM, was bei vielen Mikrocontrollern der Fall ist.
• Alle Arbeitsarrays sind auf eine Größe von höchstens 256 Byte beschränkt.
• Komplett in C geschrieben, keinerlei Abhängigkeit von der C-Laufzeitbibliothek (sie enthält außer picojpeg.h keine Header) und verwendet keine dynamische Speicherzuweisung.
• Einfache API: Rufen Sie pjpeg_decode_init() auf, um den Decoder zu initialisieren, und pjpeg_decode_mcu(), um jede MCU (Minimum Coded Unit) zu dekodieren.
• Die meisten Ausdrücke verwenden nur 8-Bit-Ganzzahloperationen, die meisten Variablen sind nur 8-Bit-Operationen. 16-Bit-Operationen werden nur bei Bedarf verwendet.
• Verwendet einen Winograd-IDCT, um die Anzahl der Multiplikationen zu minimieren (5 pro 1D-IDCT, bis zu 80 insgesamt, jeder vorzeichenbehaftete Mul kann als 16 Bits * 8 Bits = 24 Bits implementiert werden).
• Wann immer möglich, sind Multiplikationen auf 8x8 oder 16x8 Bits beschränkt und werden anhand von Konstanten zur Kompilierungszeit durchgeführt.
• Ab Version 1.1 unterstützt der Decoder einen speziellen „Reduziermodus“, der eine 1/8-Größenversion des komprimierten Bildes zurückgibt. In diesem Modus werden mehrere teure Schritte übersprungen: AC-Dequantisierung, IDCT und Chroma-Upsampling/Farbraumkonvertierung pro Pixel.

picojpeg weist im Vergleich zu anderen Implementierungen mehrere Nachteile und bekannte Probleme auf:

• Qualität wird gegen minimalen RAM-Speicherverbrauch und ordentliche Leistung auf kleinen Mikrocontrollern eingebüßt. Beispielsweise verwenden die Chroma-Upsampler nur Boxfilterung, 8x8-Multiplikationen und minimale 16-Bit-Operationen, sodass der Decoder nicht so genau ist, wie er sein könnte.
• Unterstützt nur grundlegende sequentielle Graustufen oder YCbCr H1V1-, H1V2-, H2V1- und H2V2-Chroma-Abtastfaktoren. Progressive JPEGs werden nicht unterstützt.
• Der Huffman-Decoder liest derzeit nur jeweils ein Bit, um die RAM-Auslastung zu minimieren, ist also ziemlich langsam. (Auf Mikrocontroller-CPUs mit schwachen Integer-Shift-Fähigkeiten kann diese Methode jedoch sinnvoll sein.)
• Alle Arbeitsarrays (ca. 2,3 KB) sind global, da dies die beste Codegenerierung mit dem eingebetteten Compiler ergab, den ich während der Entwicklung verwendet habe. Ich gehe davon aus, dass dies entweder kein Problem darstellt oder der Benutzer einen Compiler verwendet, der es ihm ermöglicht, diese Variablen mit anderen, nicht zusammenhängenden Dingen zu überlappen. Aus diesem Grund ist picojpeg nicht threadsicher.

Eine ähnliche Variante von picojpeg wurde erfolgreich kompiliert und auf dem Mikrocontroller PIC18F4610 von Microchip mit dem eingebetteten BoostC-Compiler von SourceBoost Technologies ausgeführt. (Bitte senden Sie eine E-Mail, wenn Sie diese Variante sehen möchten.) picojpeg.c wurde auch auf den MSP430- und ARM Cortex-M4-CPUs verwendet. (Eine Beispielverwendung finden Sie unter Verwenden der Picojpeg-Bibliothek auf einem PIC mit dem ILI9341 320x240 LCD-Modul.)

Die Quelldistribution umfasst ein VS2005-Beispielprojekt und vorkompilierte ausführbare Win32/Win64-Befehlszeilendateien, die JPG-Dateien mithilfe von Picojpeg zur Dekomprimierung in TGA-Dateien konvertieren. Das gemeinfreie stb_image.c-Modul von Sean Barrett wird zum Schreiben von TGA-Dateien verwendet.

picojpeg basierte ursprünglich auf meiner C++-Klasse jpgd decompressor, die (auf modernen CPUs) schneller und leistungsfähiger als picojpeg.c ist, aber viel mehr Speicher benötigt und davon ausgeht, dass es sich bei den Ints um 32 Bit handelt.

Hier ist picojpeg, das auf einer 6809-CPU (einem Tandy Color Computer 3) arbeitet und mit gcc6809 kompiliert wurde: picojpeg: Decoding Lena auf einem Tandy Color Computer 3.

Veröffentlichungsverlauf

• v1.1 – 23.03.2020: Unsigniertes/signiertes Problem im Makro behoben, Überlaufproblem im Decoder behoben, das die Dekodierung sehr großer JPEGs verhinderte

• v1.1 – 19. Februar 2013: Doppellizenz sowohl als Public Domain als auch (wo Public Domain nicht akzeptabel ist) MIT-Lizenz. Bitte kontaktieren Sie mich für den Quellcode.

• v1.1 – 9. Februar 2013: Die IDCT-Reihen-/Spaltenschleifen wurden optimiert, um die vollständige inverse Transformation zu vermeiden, wenn nur die Gleichstromkomponente ungleich Null ist. „Reduzieren“-Modus für schnelle 1/8-Auflösungsdekodierung hinzugefügt, bessere Fehlerbehandlung. Unterstützung für H2V1/H1V2-Chroma-Subsampling-Faktoren hinzugefügt, jpg2tga.cpp nach jpg2jpg.c portiert (damit alle Module jetzt in einfachem C geschrieben sind), hinzugefügt Code zum Vergleichen der dekodierten Ausgabe von picojpeg mit stb_image'c zum Testen/Verifizieren.

• v1.0 – 10. November 2010: Erstveröffentlichung. Abgeleitet von der Originalversion, die auf einer CPU der PIC18F-Serie getestet wurde.

Besonderer Dank

Vielen Dank an Daniel Swenson [email protected] für seinen Beitrag zur Entwicklung von picojpeg und an Chris Phoenix [email protected] für seine MSP430-Patches.

Bei Fragen oder Problemen mit diesem Modul wenden Sie sich bitte an Rich Geldreich unter richgel99 unter gmail.com . Hier ist meine Twitter-Seite.