jpeg - 需要有关 BMP 到 JPEG 转换的帮助

Question

我正在编写一个 C++ 程序来将 BMP 图像转换为 JPEG。

这是我试图遵循的基本算法:

将 RGB 颜色空间转换为 Y,Cb,Cr..

对 Cb 和 Cr 进行 2 次下采样(这意味着对于每个 2*2 的正方形块，有 4 个不同的 Y 值，但有 1 个 Cb 和 1 个 Cr 值

对每个 8*8 像素的数据单元应用 DCT...

然后使用 Cb 和 Cr 的标准量化表对 DCT 系数进行量化。

做锯齿形排序。

使用霍夫曼编码分别对 DC 和 AC 系数进行编码。

写入正确的 header 并将霍夫曼编码的值写入文件...

我已经确认我正确地执行了上述操作，但我仍然遇到以下问题:

生成的 JPEG 显示不正确。

我制作了一个小的 8*8 24 位(颜色深度)bmp 文件，完全填充了颜色值 R=10 B=10 和 G=100...所有 64 个像素都是相同的颜色..

我每一步得到的数据如下...

BMP header 大小为 40

标题的大小 40

宽度 8

高度 8

飞机数 1

每像素位数 24

图像大小 194

x 每米分辨率像素 2834

y 每米分辨率像素 2834

颜色数 0

小鬼颜色数 0

(R,B,G)=(10,10,100) 的 Y Cb Cr 转换为 (62,-29,-37)

所以让我们首先考虑 Y 分量。

Y 分量的 DCT 系数为:

 495 0 0 0 0 0 0 0
 0 0 0 0 0 0 0 0
 0 0 0 0 0 0 0 0
 0 0 0 0 0 0 0 0
 0 0 0 0 0 0 0 0
 0 0 0 0 0 0 0 0
 0 0 0 0 0 0 0 0
 0 0 0 0 0 0 0 0

在量化之后，对于 Y 分量，我得到的单个数据单元的锯齿形排序是这样的。

30 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

现在上面锯齿形顺序数组的霍夫曼编码是:

Y dc 编码:00111110

Y ac 编码:1010(对于 ac 霍夫曼表(亮度 Y)EOB 值为 1010)

Cb 和 Cr 分量的类似霍夫曼编码如下:

cb dc 编码:11000010

cb ac coding: 01 (ac huffman table(chrominance Cb,Cr) EOB值为01)

cr dc 编码:110101110

cr ac 编码:01

我得到的最终霍夫曼代码是:

001111101010110000100111010111001 长度 33

所以为了使它能被 8 整除，填充 1 就完成了。

0011111010101100001001110101110011111111 Length 40.

这里每一个 0 或 1 实际上是需要存储在 JPEG 文件中的一个位，但由于我们无法逐位写入文件，因此总共取 8 位并转换为 base 中的整数值10 并存储为 1 个字节的字符。

任何人都可以提供有关我哪里出错的任何建议吗？

Answer 1

解决您的问题要做的第一件事是获取有关 JPEG 标准的 Pennebaker/Mitchel 书。

操作顺序为:

1) 色彩空间转换
2)FDCT
3) 量化
4) 之字形重新排序
5) 霍夫曼编码

由于您必须遵循许多规则，因此这些操作具有许多复杂性。

a) 您是否正确处理了 DC 预测器？
b) 您是否正确编码了 A/C 组件 w.r.t.零的运行？
c) 您是否尊重有关“填充零”和标记的输出流规则？
d) 您的色彩空间转换公式是否正确？它是否包括必须从每个组件中减去的 0x80？
e) 您是否根据您选择的子采样选项以正确的顺序对 MCU 块进行编码？