Benötige Hilfe bei der Konvertierung von BMP in JPEG

Question

Ich schreibe ein C++-Programm, um ein BMP-Bild in ein JPEG zu konvertieren.

Hier ist der grundlegende Algorithmus, den ich zu befolgen versuche:

1. RGB-Farbraum in Y,Cb,Cr. umwandeln.
2. Cb und Cr um 2 verringern (d.h. für jeden quadratischen Block von 2*2 gibt es 4 verschiedene Y-Werte, aber 1 Cb- und 1 Cr-Wert)
3. DCT auf Dateneinheiten von jeweils 8*8 Pixeln anwenden...
4. Anschließend wird der DCT-Koeffizient mit Hilfe der Standard-Quantisierungstabelle für Cb und Cr quantisiert.
5. Führen Sie eine Zickzack-Bestellung durch.
6. Kodieren Sie den DC- und AC-Koeffizienten separat mit der Huffman-Kodierung.
7. Korrekten Header schreiben und huffman-kodierten Wert in die Datei schreiben...

Ich habe mich vergewissert, dass ich die oben genannten Schritte korrekt ausführe, aber ich habe immer noch die folgenden Probleme:

• Das erzeugte JPEG wird nicht korrekt angezeigt.
• Ich habe eine kleine 8*8 24 Bit (Farbtiefe) bmp-Datei komplett mit Farbwert R=10 B=10 und G=100 gefüllt...alle 64 Pixel sind von der gleichen Farbe.
• Die Daten, die ich bei jedem Schritt erhalte, sehen wie folgt aus...
  • BMP-Header-Größe von 40
  • Größe der Kopfzeile 40
  • Breite 8
  • Höhe 8
  • Anzahl der Flugzeuge 1
  • Anzahl der Bits pro Pixel 24
  • Bildgröße 194
  • x Auflösung Pixel pro Meter 2834
  • y Auflösung Pixel pro Meter 2834
  • Anzahl der Farben 0
  • Anzahl der künstlichen Farben 0
  • Die Y Cb Cr-Umwandlung von (R,B,G)=(10,10,100) ist (62,-29,-37)

Betrachten wir also zunächst die Komponente Y.

Der DCT-Koeffizient für die Y-Komponente ist :

 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

Nach der Quantisierung erhalte ich für die Y-Komponente die folgende Zickzack-Anordnung der einzelnen Dateneinheiten.

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

Die Huffman-Kodierung des obigen Zickzack-Arrays lautet nun :

• Y Gleichstromkodierung: 00111110
• Y ac-Kodierung: 1010 (für die ac-Huffman-Tabelle (Leuchtdichte Y) ist der EOB-Wert 1010)
• Die Huffman-Kodierung der Cb- und Cr-Komponenten sieht wie folgt aus:
• cb dc-codierung: 11000010
• cb ac Kodierung: 01 (für ac huffman table(chrominance Cb,Cr) EOB Wert ist 01)
• cr dc Kodierung: 110101110
• cr ac Kodierung: 01

• Der endgültige Huffman-Code, den ich erhalte, lautet

  00111110101011000010011101010111001 Länge 33

Um sie durch 8 teilbar zu machen, wird also 1 aufgefüllt.

0011111010101100001001110101110011111111 Length 40.

Hier ist jede einzelne 0 oder 1 eigentlich ein Bit, das so gespeichert werden muss, wie es in der JPEG-Datei steht, aber da wir nicht Bit für Bit in die Datei schreiben können, werden insgesamt 8 Bits genommen und in einen ganzzahligen Wert zur Basis 10 umgewandelt und in einem 1-Byte-Zeichen gespeichert.

Kann mir jemand Vorschläge machen, was ich falsch mache?

Answer 1

Um Ihr Problem zu lösen, sollten Sie sich zunächst das Buch von Pennebaker/Mitchel über den JPEG-Standard besorgen.

Die Reihenfolge der Operationen ist:

1) Farbraumkonvertierung 2) FDCT 3) Quantisieren 4) Zickzack-Reihenfolge 5) Huffman-Kodierung

Diese Vorgänge sind aufgrund der zahlreichen Vorschriften, die Sie beachten müssen, sehr komplex.

a) Behandeln Sie die DC-Prädiktoren richtig? b) Kodieren Sie die A/C-Komponenten richtig im Hinblick auf die Nullen? c) Halten Sie die Ausgabestrom-Regel für "aufgefüllte Nullen" und Marker ein? d) Ist Ihre Farbraumkonvertierungsformel korrekt? Beinhaltet sie die 0x80, die von jeder der Komponenten abgezogen werden muss? e) Kodieren Sie die MCU-Blöcke in der richtigen Reihenfolge entsprechend der von Ihnen gewählten Subsampling-Option?

Answer 2

Erfinden Sie das Rad nicht neu. Verwenden Sie ImageMagick, Magick++ oder CImg, um dies zu erreichen.