在 BMP 到 JPEG 转换方面需要帮助

Question

我正在编写一个 C++ 程序来将 BMP 图像转换为 JPEG。

这是我尝试遵循的基本算法：

1. 将 RGB 颜色空间转换为 Y,Cb,Cr..
2. 将 Cb 和 Cr 下采样 2（这意味着对于 2*2 的每个方块，有 4 个不同的 Y 值，但有 1 个 Cb 和 1 个 Cr 值
3. 对每个 8*8 像素的数据单元应用 DCT...
4. 然后使用标准的 Cb 和 Cr 量化表对 DCT 系数进行量化。
5. 进行曲折排序。
6. 使用霍夫曼编码分别对直流和交流系数进行编码。
7. 写入正确的标头并将霍夫曼编码值写入文件...

我已确认我执行上述操作是正确的，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 个像素都是相同颜色的..
• 我在每一步得到的数据如下...
  • BMP 标头大小为 40
  • 标题 40 的大小
  • 宽8
  • 身高8
  • 平面数 1
  • 每像素的位数 24
  • 图像尺寸 194
  • x 分辨率像素每米 2834
  • y 分辨率像素每米 2834
  • 颜色数量 0
  • imp 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

现在上面之字形顺序数组的霍夫曼编码是：

• Y直流编码：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直流编码：11000010
• cb ac 编码: 01 (for ac huffman table(chrominance Cb,Cr) EOB 值为 01)
• cr 直流编码：110101110
• cr ac 编码：01

• 我得到的最终霍夫曼代码是：

  001111101010110000100111010111001 长度33

为了使它能被 8 整除，填充 1 就完成了。

0011111010101100001001110101110011111111 Length 40.

这里每个0或1实际上是需要存储在JPEG文件中的一个位，但是由于我们不能逐位写入文件，所以总共取8位并转换为整数以 10 为底的值并存储为 1 字节字符。

任何人都可以提供任何关于我哪里出错的建议吗？

Answer 1

要解决您的问题，首先要做的是获取有关 JPEG 标准的 Pennebaker/Mitchel 书籍。

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 DC 预测器？ b）您是否正确编码 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二次采样选项以正确的顺序对 MCU 模块进行编码？

Answer 2

不要重新发明轮子。使用 ImageMagick、Magick++ 或 CImg 来完成此操作。