Как-то раз, вычитывая библиотеку для удаленного наблюдения за рабочим столом, я обратил внимание что куча ресурсов и времени занимает кодирование/декодирование JPEG. Изучив по ускорению этой процедуры сторонние решения, было решено использовать JpegTurbo.
Погуглив был найден проект delphi-jpeg-turbo, реализация которого мне не подошла по следующим причинам:
Итак, вот что у меня получилось:
Этот вариант мне не подошел по той причине, что я использую jpegturbo в которой msvcrt слинкован статически и указатель на функцию освобождения памяти не экспортируется. Пришлось написать свою реализацию jpeg_mem_dest которая использует стандартный delphi аллокатор памяти:
Ну и хидеры, они находятся в модуле suJpegTurboHeadersUnit.pas, это хидеры взятые из delphi-jpeg-turbo с парой доработок:
Все исходники можно скачать по ссылке
---
Виктор Вик Федоренков, 2014
Просто пример JPEG файла |
Погуглив был найден проект delphi-jpeg-turbo, реализация которого мне не подошла по следующим причинам:
- Реализован в виде наследника от TBitmap, я же использую TFastDib для нормальной многопоточной работы;
- Устаревшие хидеры, автор использует декодирование в RGB формат, а потом попиксельно переводит его в требуемый Windows GDI GBR формат. Это занимает кучу времени, к тому же libjpeg-turbo умеет декодировать сразу в GBR, и в интернете не попалось ни одного примера где так сделано;
- Загрузка из памяти: libjpeg-turbo имеет функции jpeg_mem_src и jpeg_mem_dest, которые позволяют сразу кодировать/декодировать из буфера не создавая кучу промежуточного кода;
Расписывать API libjpeg-turbo я не буду, так как сам с ним не разбирался глубоко и после увиденного надеюсь что больше не придется дальше в этом копаться. Самостоятельно изучить API очень помогли исходники поставляемого с Delphi модуля Jpeg.pas, который использует libjpeg с совместимым api. Если в моей реализации что не так просьба поправить)
Итак, вот что у меня получилось:
unit suJpegTurboUnit; interface uses Windows, SysUtils, FastDIB; type //Обработчик события которое возникает когда получен буфер с JPEG файлом TOnEncodedJpegBuffer = reference to procedure(ABuffer: Pointer; ABufferSize: LongWord); //Декодирование JPEG файла из буфера function DecodeJpegTurbo(ABuffer: Pointer; ABufferLen: Integer; HQ: Boolean = True): TFastDIB; //Кодирование JPEG procedure EncodeJpegTurbo(Source: TFastDIB; Quality: Integer; OnEncodedBuffer: TOnEncodedJpegBuffer); implementation uses suJpegTurboHeadersUnit, suJpegTurboMemDestUnit; var _LibInitialized: LongBool = False; //Обработчик критической ошибки procedure ErrorExit(cinfo: j_common_ptr); cdecl; var Msg: AnsiString; begin //Получаем текст ошибки SetLength(Msg, JMSG_LENGTH_MAX); cinfo^.err^.format_message(cinfo, PAnsiChar(Msg)); //Что бы обрезать мусор после #0 передаем Msg как PAnsiChar raise Exception.CreateFmt('JPEG error #%d (%s)', [cinfo^.err^.msg_code, PAnsiChar(Msg)]); end; //Обработчик вывода текста ошибки на экран procedure OutputMessage(cinfo: j_common_ptr); cdecl; begin end; //Инициализация библиотеки LibJpeg-Turbo procedure InitLib; begin if _LibInitialized then Exit; //Пробуем инициалировать if not init_libJPEG then raise Exception.Create('initialization of libJPEG failed.'); //Запишем флаг что библиотека инициализированна if InterlockedCompareExchange(Integer(_LibInitialized), Integer(True), Integer(False)) = Integer(True) then //Если там уже записан этот флаг, значит другой поток инициализировал библиотеку //выгрузим свой экземпляр quit_libJPEG; end; //Декодирование function DecodeJpegTurbo(ABuffer: pointer; ABufferLen: Integer; HQ: Boolean): TFastDIB; var Loop: Integer; JpegErr: jpeg_error_mgr; Jpeg: jpeg_decompress_struct; begin //Инициализация библиотеки InitLib; FillChar(Jpeg, SizeOf(Jpeg), 0); FillChar(JpegErr, SizeOf(JpegErr), 0); //Создаем структуру декомпрессора jpeg_create_decompress(@Jpeg); try //Назначим дефолтный обработчик ошибок Jpeg.err := jpeg_std_error(@JpegErr); //Переопределим методы дефолтного обработчика. По умолчанию, при возникновении //любой ошибки в LibJPEG происходит закрытие приложения, и вывод ошибки в MessageBox JpegErr.error_exit := ErrorExit; JpegErr.output_message := OutputMessage; jpeg_mem_src(@Jpeg, ABuffer, ABufferLen); //Прочитаем хидеры, дабы знать высоту и ширину картинки jpeg_read_header(@jpeg, False); //На выходе нужно получать пиксели BGR jpeg.out_color_space := JCS_EXT_BGR; //Настроим масштабирование - 1:1 jpeg.scale_num := 1; jpeg.scale_denom := 1; //Скорость или хорошее качество If HQ then begin jpeg.do_block_smoothing := 1; jpeg.do_fancy_upsampling := 1; jpeg.dct_method := JDCT_ISLOW end else begin jpeg.do_block_smoothing := 0; jpeg.do_fancy_upsampling := 0; jpeg.dct_method := JDCT_IFAST; end; //Декодируем изображение jpeg_start_decompress(@Jpeg); try Result := TFastDIB.Create(jpeg.output_width, jpeg.output_height, 24); try //Читаем строки for Loop := 0 to jpeg.output_height - 1 do jpeg_read_scanlines(@jpeg, @Result.Scanlines[Result.Height - 1 - Loop], 1); except FreeAndNil(Result); raise; end; finally //Заканчиваем декодирование jpeg_finish_decompress(@Jpeg); end; finally //Уничтожаем ненужные объекты jpeg_destroy_decompress(@Jpeg); end; end; //Кодирование изображения procedure EncodeJpegTurbo(Source: TFastDIB; Quality: Integer; OnEncodedBuffer: TOnEncodedJpegBuffer); var ScanLine: JSAMPROW; CompressedBuff: Pointer; CompressedSize: LongWord; JpegErr: jpeg_error_mgr; Jpeg: jpeg_compress_struct; begin //Инициализация библиотеки InitLib; FillChar(Jpeg, SizeOf(Jpeg), 0); FillChar(JpegErr, SizeOf(JpegErr), 0); //Создаем структуру компрессора jpeg_create_compress(@Jpeg); try //Назначим дефолтный обработчик ошибок Jpeg.err := jpeg_std_error(@JpegErr); //Переопределим методы дефолтного обработчика. По умолчанию, при возникновении //любой ошибки в LibJPEG происходит закрытие приложения, и вывод ошибки в MessageBox JpegErr.error_exit := ErrorExit; JpegErr.output_message := OutputMessage; CompressedSize := 0; CompressedBuff := nil; //Используем свою реализацию jpeg_mem_dest из-за утечек памяти в стандартной. suJpegTurboMemDestUnit.jpeg_mem_dest(@Jpeg, @CompressedBuff, @CompressedSize); try jpeg.image_width := Source.Width; jpeg.image_height := Source.Height; jpeg.input_components := Source.Info.Header.BitCount div 8; jpeg.in_color_space := JCS_EXT_BGR; //Setting defaults jpeg_set_defaults(@Jpeg); //Качество сжатия jpeg_set_quality(@Jpeg, Quality, True); //Декодируем изображение jpeg_start_compress(@Jpeg, True); try while Jpeg.next_scanline < Jpeg.image_height do begin ScanLine := JSAMPROW(Source.Scanlines[Jpeg.image_height - Jpeg.next_scanline - 1]); jpeg_write_scanlines(@Jpeg, @ScanLine, 1); end; finally //Заканчиваем кодирование jpeg_finish_compress(@Jpeg); end; //Передаем буфер вызывающей процедуре if Assigned(OnEncodedBuffer) then OnEncodedBuffer(CompressedBuff, CompressedSize); finally //Освободим память FreeMemory(CompressedBuff); end; finally //Уничтожаем ненужные объекты jpeg_destroy_compress(@Jpeg); end; end; initialization finalization //Выгружаем если была загружена if _LibInitialized then quit_libJPEG; end.Во время написания возникла проблема с функцией jpeg_mem_dest, как оказалось она внутри себя выделяет память с помощью аллокатора памяти из msvcrt.dll, и соответвенно память нам нужно вручную освобождать с помощью зеркальной функции из той же msvcrt.dll.
Этот вариант мне не подошел по той причине, что я использую jpegturbo в которой msvcrt слинкован статически и указатель на функцию освобождения памяти не экспортируется. Пришлось написать свою реализацию jpeg_mem_dest которая использует стандартный delphi аллокатор памяти:
{ Реализация аналога jpeg_mem_dest из JpegTurbo. Так как стандартная реализация требует после кодирования изображения освободить память RTL функцией Free (которая не экспортируется), к которой у нас нет доступа, пришлось написать аналог, который выделяет/освобождает память с помощью GetMemory/FreeMemory. Соответвенно, используя jpeg_mem_dest из данного модуля освобождать память с картинкой нужно стандартной FreeMemory. Код портирован на Delphi из jdatadst.c } unit suJpegTurboMemDestUnit; interface uses suJpegTurboHeadersUnit; procedure jpeg_mem_dest(cinfo: j_compress_ptr; outbuffer: PPointer; outsize: PLongWord); implementation const OUTPUT_BUF_SIZE = 4096; //choose an efficiently fwrite'able size type my_mem_destination_mgr = record pub: jpeg_destination_mgr; //public fields outbuffer: PPointer; //target buffer outsize: PLongWord; newbuffer: Pointer; //newly allocated buffer buffer: JOCTET_ptr; //start of buffer bufsize: LongWord; end; my_mem_dest_ptr = ^my_mem_destination_mgr; //Initialize destination --- called by jpeg_start_compress //before any data is actually written. procedure init_mem_destination(cinfo: j_compress_ptr); cdecl; begin //no work necessary here end; { Empty the output buffer --- called whenever buffer fills up. In typical applications, this should write the entire output buffer (ignoring the current state of next_output_byte & free_in_buffer), reset the pointer & count to the start of the buffer, and return TRUE indicating that the buffer has been dumped. In applications that need to be able to suspend compression due to output overrun, a FALSE return indicates that the buffer cannot be emptied now. In this situation, the compressor will return to its caller (possibly with an indication that it has not accepted all the supplied scanlines). The application should resume compression after it has made more room in the output buffer. Note that there are substantial restrictions on the use of suspension --- see the documentation. When suspending, the compressor will back up to a convenient restart point (typically the start of the current MCU). next_output_byte & free_in_buffer indicate where the restart point will be if the current call returns FALSE. Data beyond this point will be regenerated after resumption, so do not write it out when emptying the buffer externally. } function empty_mem_output_buffer(cinfo: j_compress_ptr): Boolean; cdecl; var nextsize: LongWord; dest: my_mem_dest_ptr; nextbuffer: JOCTET_ptr; begin dest := my_mem_dest_ptr(cinfo^.dest); //Try to allocate new buffer with double size nextsize := dest^.bufsize * 2; nextbuffer := GetMemory(nextsize); if nextbuffer = nil then ERREXIT1(j_common_ptr(cinfo), JERR_OUT_OF_MEMORY, 10); Move(dest^.buffer^, nextbuffer^, dest^.bufsize); if dest^.newbuffer <> nil then FreeMemory(dest^.newbuffer); dest^.newbuffer := nextbuffer; dest^.pub.next_output_byte := JOCTET_ptr(PByte(nextbuffer) + dest^.bufsize); dest^.pub.free_in_buffer := dest^.bufsize; dest^.buffer := nextbuffer; dest^.bufsize := nextsize; Result := True; end; procedure term_mem_destination(cinfo: j_compress_ptr); cdecl; var dest: my_mem_dest_ptr; begin dest := my_mem_dest_ptr(cinfo^.dest); dest^.outbuffer^ := dest^.buffer; dest^.outsize^ := dest^.bufsize - dest^.pub.free_in_buffer; end; { Prepare for output to a memory buffer. The caller may supply an own initial buffer with appropriate size. Otherwise, or when the actual data output exceeds the given size, the library adapts the buffer size as necessary. The standard library functions GetMemory/FreeMemory are used for allocating larger memory, so the buffer is available to the application after finishing compression, and then the application is responsible for freeing the requested memory. } procedure jpeg_mem_dest(cinfo: j_compress_ptr; outbuffer: PPointer; outsize: PLongWord); var dest: my_mem_dest_ptr; begin if (outbuffer = nil) or (outsize = nil) then ERREXIT(j_common_ptr(cinfo), JERR_BUFFER_SIZE); if (cinfo^.dest = nil) then //first time for this JPEG object? cinfo^.dest := cinfo^.mem.alloc_small(j_common_ptr(cinfo), JPOOL_PERMANENT, SizeOf(my_mem_destination_mgr)); dest := my_mem_dest_ptr(cinfo^.dest); dest^.pub.init_destination := init_mem_destination; dest^.pub.empty_output_buffer := empty_mem_output_buffer; dest^.pub.term_destination := term_mem_destination; dest^.outbuffer := outbuffer; dest^.outsize := outsize; dest^.newbuffer := nil; if (outbuffer^ = nil) or (outsize^ = 0) then begin //Allocate initial buffer outbuffer^ := GetMemory(OUTPUT_BUF_SIZE); dest^.newbuffer := outbuffer^; if dest^.newbuffer = nil then ERREXIT1(j_common_ptr(cinfo), JERR_OUT_OF_MEMORY, 10); outsize^ := OUTPUT_BUF_SIZE; end; dest^.buffer := outbuffer^; dest^.pub.next_output_byte := dest^.buffer; dest^.bufsize := outsize^; dest^.pub.free_in_buffer := dest^.bufsize; end; end.
Ну и хидеры, они находятся в модуле suJpegTurboHeadersUnit.pas, это хидеры взятые из delphi-jpeg-turbo с парой доработок:
{ Known color spaces. } J_COLOR_SPACE = ( JCS_UNKNOWN, { error/unspecified } JCS_GRAYSCALE, //* monochrome */ JCS_RGB, //* red/green/blue as specified by the RGB_RED, RGB_GREEN, //RGB_BLUE, and RGB_PIXELSIZE macros */ JCS_YCbCr, //* Y/Cb/Cr (also known as YUV) */ JCS_CMYK, //* C/M/Y/K */ JCS_YCCK, //* Y/Cb/Cr/K */ JCS_EXT_RGB, //* red/green/blue */ JCS_EXT_RGBX, //* red/green/blue/x */ JCS_EXT_BGR, //* blue/green/red */ JCS_EXT_BGRX, //* blue/green/red/x */ JCS_EXT_XBGR, //* x/blue/green/red */ JCS_EXT_XRGB, //* x/red/green/blue */ // When out_color_space it set to JCS_EXT_RGBX, JCS_EXT_BGRX, // JCS_EXT_XBGR, or JCS_EXT_XRGB during decompression, the X byte is // undefined, and in order to ensure the best performance, // libjpeg-turbo can set that byte to whatever value it wishes. Use // the following colorspace constants to ensure that the X byte is set // to 0xFF, so that it can be interpreted as an opaque alpha // channel. JCS_EXT_RGBA, ///* red/green/blue/alpha */ JCS_EXT_BGRA, //* blue/green/red/alpha */ JCS_EXT_ABGR, //* alpha/blue/green/red */ JCS_EXT_ARGB //* alpha/red/green/blue */ ); ... { Standard data source and destination managers: stdio streams. } { Caller is responsible for opening the file before and closing after. } // jpeg_stdio_dest: procedure(cinfo: j_compress_ptr; FILE * outfile); cdecl; // jpeg_stdio_src: procedure(cinfo: j_decompress_ptr; FILE * infile); cdecl; jpeg_mem_src: procedure(cinfo: j_decompress_ptr; inbuffer: Pointer; insize: LongWord); cdecl; jpeg_mem_dest: procedure(cinfo: j_decompress_ptr; outbuffer: Pointer; outsize: PLongWord); cdecl; ... Function init_libJPEG(): boolean; ... @jpeg_mem_src := GetProcAddress(libJPEG_Handle, 'jpeg_mem_src'); @jpeg_mem_dest := GetProcAddress(libJPEG_Handle, 'jpeg_mem_dest'); ... {$DEFINE JPEG_LIB_VERSION = 62} //Version 6b type J_MESSAGE_CODE = ( JMSG_NOMESSAGE, {$IF Declared(JPEG_LIB_VERSION) and (JPEG_LIB_VERSION < 70)} JERR_ARITH_NOTIMPL, {$IFEND} JERR_BAD_ALIGN_TYPE, JERR_BAD_ALLOC_CHUNK, JERR_BAD_BUFFER_MODE, JERR_BAD_COMPONENT_ID, {$IF Declared(JPEG_LIB_VERSION) and (JPEG_LIB_VERSION >= 70)} JERR_BAD_CROP_SPEC, {$IFEND} JERR_BAD_DCT_COEF, JERR_BAD_DCTSIZE, {$IF Declared(JPEG_LIB_VERSION) and (JPEG_LIB_VERSION >= 70)} JERR_BAD_DROP_SAMPLING, {$IFEND} JERR_BAD_HUFF_TABLE, JERR_BAD_IN_COLORSPACE, JERR_BAD_J_COLORSPACE, JERR_BAD_LENGTH, JERR_BAD_LIB_VERSION, JERR_BAD_MCU_SIZE, JERR_BAD_POOL_ID, JERR_BAD_PRECISION, JERR_BAD_PROGRESSION, JERR_BAD_PROG_SCRIPT, JERR_BAD_SAMPLING, JERR_BAD_SCAN_SCRIPT, JERR_BAD_STATE, JERR_BAD_STRUCT_SIZE, JERR_BAD_VIRTUAL_ACCESS, JERR_BUFFER_SIZE, JERR_CANT_SUSPEND, JERR_CCIR601_NOTIMPL, JERR_COMPONENT_COUNT, JERR_CONVERSION_NOTIMPL, JERR_DAC_INDEX, JERR_DAC_VALUE, JERR_DHT_INDEX, JERR_DQT_INDEX, JERR_EMPTY_IMAGE, JERR_EMS_READ, JERR_EMS_WRITE, JERR_EOI_EXPECTED, JERR_FILE_READ, JERR_FILE_WRITE, JERR_FRACT_SAMPLE_NOTIMPL, JERR_HUFF_CLEN_OVERFLOW, JERR_HUFF_MISSING_CODE, JERR_IMAGE_TOO_BIG, JERR_INPUT_EMPTY, JERR_INPUT_EOF, JERR_MISMATCHED_QUANT_TABLE, JERR_MISSING_DATA, JERR_MODE_CHANGE, JERR_NOTIMPL, JERR_NOT_COMPILED, {$IF Declared(JPEG_LIB_VERSION) and (JPEG_LIB_VERSION >= 70)} JERR_NO_ARITH_TABLE, {$IFEND} JERR_NO_BACKING_STORE, JERR_NO_HUFF_TABLE, JERR_NO_IMAGE, JERR_NO_QUANT_TABLE, JERR_NO_SOI, JERR_OUT_OF_MEMORY, JERR_QUANT_COMPONENTS, JERR_QUANT_FEW_COLORS, JERR_QUANT_MANY_COLORS, JERR_SOF_DUPLICATE, JERR_SOF_NO_SOS, JERR_SOF_UNSUPPORTED, JERR_SOI_DUPLICATE, JERR_SOS_NO_SOF, JERR_TFILE_CREATE, JERR_TFILE_READ, JERR_TFILE_SEEK, JERR_TFILE_WRITE, JERR_TOO_LITTLE_DATA, JERR_UNKNOWN_MARKER, JERR_VIRTUAL_BUG, JERR_WIDTH_OVERFLOW, JERR_XMS_READ, JERR_XMS_WRITE ); procedure ERREXIT(cinfo: j_common_ptr; code: J_MESSAGE_CODE); procedure ERREXIT1(cinfo: j_common_ptr; code: J_MESSAGE_CODE; p1: Integer); ... //Макрос из jerror.h //Fatal errors (print message and exit) procedure ERREXIT(cinfo: j_common_ptr; code: J_MESSAGE_CODE); begin cinfo^.err^.msg_code := Ord(code); cinfo^.err^.error_exit(j_common_ptr(cinfo)); end; procedure ERREXIT1(cinfo: j_common_ptr; code: J_MESSAGE_CODE; p1: Integer); begin cinfo^.err^.msg_code := Ord(code); cinfo^.err^.msg_parm.i[0] := p1; cinfo^.err^.error_exit(j_common_ptr(cinfo)); end;
Все исходники можно скачать по ссылке
---
Виктор Вик Федоренков, 2014
Интересная реализация у RAdmin. Он встраивает видеодрайвер в систему. Захват изображения происходит не с рабочего стола в виде картинок, а напрямую с буфера видеокарты. Передается только та часть экрана, где произошло изменение картинки. Таким образом даже на медленных интернет-каналах достигается максимальная скорость передачи и минимальные задержки на удаленном компьютере. Интересно. На делфи такое можно реализовать? :)
ОтветитьУдалитьЭто называется Mirror Driver, начиная с Win 8 больше не поддерживается, а на более ранних - только с отключенным Aero, подробнее тут: http://msdn.microsoft.com/en-us/library/windows/hardware/ff568315(v=vs.85).aspx
Удалить> libjpeg-turbo умеет декодировать сразу в GBR, и в интернете не попалось ни одного примера где так сделано
ОтветитьУдалитьПлохо искали:
https://bitbucket.org/sas_team/sas.planet.src/src/2629ad87ab7fd1630ce53675e0a40e646372921c/Includes/LibJpeg/?at=default