应用libjpeg提取jpeg质量因子

来源：互联网发布：域名la 编辑：程序博客网时间：2024/06/02 02:50

data = new BYTE [cinfo.image_width*cinfo.image_height*cinfo.num_components];

基本思路：利用开源库实现对jpeg的解压缩以直接提取量化表，根据标准量化表和所提取量化表编写算法实现质量因子的求算。

步骤一：使用libjpeg库实现对jpeg的解压缩并提取量化表

参照：http://www.vckbase.com/index.php/wv/1488.html

步骤如下：

1、声明并初始化解压缩对象，同时制定错误信息管理器

struct jpeg_decompress_struct cinfo;struct jpeg_error_mgr jerr;cinfo.err = jpeg_std_error(&jerr);jpeg_create_decompress(&cinfo);

2、打开jpg图像文件，并指定为解压缩对象的源文件

FILE *f = fopen(strSourceFileName,"rb");if (f==NULL)

{printf("Open file error!\n");return;

}jpeg_stdio_src(&cinfo, f);

3、读取图像信息

jpeg_read_header(&cinfo, TRUE);

4、根据图像信息申请一个图像缓冲区

data = new BYTE [cinfo.image_width*cinfo.image_height*cinfo.num_components];

5、开始解压缩

jpeg_start_decompress(&cinfo);JSAMPROW row_pointer[1];while (cinfo.output_scanline < cinfo.output_height){    row_pointer[0] = &data[(cinfo.output_height - cinfo.output_scanline-1)*cinfo.image_width*cinfo.num_components];    jpeg_read_scanlines(&cinfo,row_pointer ,                           1);}jpeg_finish_decompress(&cinfo);

6：获取解压缩后的量化表

GetQualityTabl(&cinfo,QualTabl,1);//获取解压缩后的量化表

7：释放资源

jpeg_destroy_decompress(&cinfo);fclose(f);

步骤二：根据标准量化表和所提取的量化表求出质量因子

注解：由于质量因子为1到100的整数，所以可以采用遍历的方式查出质量因子

1：在libjpeg库中jcparam.c中复制标准量化表

亮度量化表：

static const unsigned int std_luminance_quant_tbl[64] = {  16,  11,  10,  16,  24,  40,  51,  61,  12,  12,  14,  19,  26,  58,  60,  55,  14,  13,  16,  24,  40,  57,  69,  56,  14,  17,  22,  29,  51,  87,  80,  62,  18,  22,  37,  56,  68, 109, 103,  77,  24,  35,  55,  64,  81, 104, 113,  92,  49,  64,  78,  87, 103, 121, 120, 101,  72,  92,  95,  98, 112, 100, 103,  99};

色度量化表：

static const unsigned int std_chrominance_quant_tbl[64] = {  17,  18,  24,  47,  99,  99,  99,  99,  18,  21,  26,  66,  99,  99,  99,  99,  24,  26,  56,  99,  99,  99,  99,  99,  47,  66,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99};

2：创建从质量因子从1到100所对应的两种量化表，并将其存入一维数组中（按从左到右，从上到下，先亮度后色度的顺序进行存储），其中对质量因子的量化表和质量因子的关系请预读jcparam.c中的jpeg_set_quality()和jpeg_add_quant_table()函数。

for(int quality=1;quality<=100;quality++){        if(quality<=0)               quality = 1;        if(quality > 100)               quality = 100;        if(quality<50)               scale_factor=5000 / quality;        else                scale_factor= 200 - quality*2;         for(int j=0;j<2;j++)        {               for(int i=0;i<64;i++)               {                               if(j==0)                       {                               temp=((long) std_luminance_quant_tbl[i]*scale_factor+ 50L)/100L;                               if (temp <= 0L) temp = 1L;                               if (temp > 32767L) temp = 32767L; /* max quantizer needed for 12 bits */                               if(temp>255)                                  temp = 255L;                               AllQualTabls[quality-1][i]=(UINT16) temp;                       }                       if(j==1)                       {                               temp=((long) std_chrominance_quant_tbl[i]*scale_factor+ 50L)/100L;                               if (temp <= 0L) temp = 1L;                               if (temp > 32767L) temp = 32767L; /* max quantizer needed for 12 bits */                               if(temp>255)                                  temp = 255L;                               AllQualTabls[quality-1][64+i]=(UINT16) temp;                       }               }        }}

3：遍历上述所得二维数组与所得量化表进行匹配，得到质量因子

for(int tmp=99;tmp>=0;tmp--)//逆序寻找，因为一般质量因子都大于50{        for(int j=0;j<128;j++)        {               if( (QualTabl[j]==AllQualTabls[tmp][j])&&(j==127))               {                       //Q_Factor=tmp;                       count++;//满足条件的质量因子的数量加1                       if(tmp>final)//选择最大满足条件的最大的质量因子                               final=tmp;               }               else if(QualTabl[j]!=AllQualTabls[tmp][j])                       break;//发现不相等的项将跳出该循环进入下一个循环（质量因子不同）。         }}

源程序：

1：解压缩JPEG图片

unsigned char * DeJpeg(char * JpegName,int QualTabl[128],int AllQualTabls[100][128],int *Factor)//解压jpeg格式图片并显示相应的量化表，并已指针参数形式传递Factor的值，并返回RGB(unsigned char)数据的指针{         FILE *openJpeg;        unsigned char *data;   //存放解压后的数据        unsigned char *jpgbuf;      //存放解压后一行图像数据        int row_stride;        //定义每行的字节数        struct jpeg_decompress_struct cinfo;    struct jpeg_error_mgr jerr;        cinfo.err = jpeg_std_error(&jerr);        jpeg_create_decompress(&cinfo);//声明并初始化解压缩对象         openJpeg=fopen(JpegName,"rb");//二进制模式读取jpeg文件         if(openJpeg==NULL) //二进制模式读取        {               printf("error: cannot open  the file\n");               return NULL;        }//打开jpeg图片         jpeg_stdio_src(&cinfo, openJpeg);//指定解压对象的源文件        jpeg_read_header(&cinfo, TRUE);//读取文件信息，将图像的缺省的信息填充到cinfo结构中比便程序使用        jpeg_start_decompress(&cinfo);//开始接压缩                data=(unsigned char *)malloc(cinfo.output_width* cinfo.output_components*cinfo.output_width);//动态分配数据存储内存        memset(data,0,cinfo.output_width*cinfo.output_width*cinfo.output_components);//设置图像数据初值为0        jpgbuf = (unsigned char *) malloc(cinfo.output_width *cinfo.output_components);//动态分配缓存内存        memset(jpgbuf,0,cinfo.output_width*cinfo.output_components);//为缓存内存设置初值         row_stride = cinfo.output_width * cinfo.output_components; //计算每行所需的空间，字节为单位        while (cinfo.output_scanline < cinfo.output_height)        {               int line=cinfo.output_scanline;//当前行数                (void) jpeg_read_scanlines(&cinfo, &jpgbuf, 1);//执行该操作读取第line行数据，cinfo.output_scanline将加一，指向下一个要扫描的行                for(int i=0;i< cinfo.output_width;i++)//循环将存储在jpgbuf缓存区的数据放入data中                       {                                      data[line*row_stride+i*cinfo.output_components+0]=jpgbuf[i*3];                               data[line*row_stride+i*cinfo.output_components+1]=jpgbuf[i*3+1];                               data[line*row_stride+i*cinfo.output_components+2]=jpgbuf[i*3+2];#ifdef DEBUG__        //printf("(%d,%d,%d),(%d,%d)",jpgbuf[i*3],jpgbuf[i*3+1],jpgbuf[i*3+2],line,i);//打印图像数据#endif                           }         }         GetQualityTabl(&cinfo,QualTabl,1);//获取解压缩后的量化表         *Factor=GetFactor(QualTabl,AllQualTabls,Q_FACTOR);//获取质量因子          jpeg_finish_decompress(&cinfo);//完成解压过程                jpeg_destroy_decompress(&cinfo);//释放cinfo         free(jpgbuf);//释放缓存        fclose(openJpeg);        return data; }

2：遍历寻找质量因子

int GetFactor(int QualTabl[128],int AllQualTabls[100][128],int testFactor)//通过将得到的向量表（以一维维数组存储）和实验中所有情况的数组进行匹配（？？？？是否存在与多个数组相匹配情况）{         /* These are the sample quantization tables given in JPEG spec section K.1. * The spec says that the values given produce "good" quality, and * when divided by 2, "very good" quality. */static const unsigned int std_luminance_quant_tbl[64] = {  16,  11,  10,  16,  24,  40,  51,  61,  12,  12,  14,  19,  26,  58,  60,  55,  14,  13,  16,  24,  40,  57,  69,  56,  14,  17,  22,  29,  51,  87,  80,  62,  18,  22,  37,  56,  68, 109, 103,  77,  24,  35,  55,  64,  81, 104, 113,  92,  49,  64,  78,  87, 103, 121, 120, 101,  72,  92,  95,  98, 112, 100, 103,  99};static const unsigned int std_chrominance_quant_tbl[64] = {  17,  18,  24,  47,  99,  99,  99,  99,  18,  21,  26,  66,  99,  99,  99,  99,  24,  26,  56,  99,  99,  99,  99,  99,  47,  66,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99};long temp;//存储临时的质量因子int scale_factor=0;//默认值为0，品质因子最高//int Q_Factor=-1;//寻找到的质量因子，默认值为-1，表示没找到int count=0;//记录量化表相同的质量因子的个数int final=-2;//如果有多个质量因子满足条件，将选择最大的那个。-1表示没找到  for(int quality=1;quality<=100;quality++){        if(quality<=0)               quality = 1;        if(quality > 100)               quality = 100;        if(quality<50)               scale_factor=5000 / quality;        else                scale_factor= 200 - quality*2;         for(int j=0;j<2;j++)        {               for(int i=0;i<64;i++)               {                               if(j==0)                       {                               temp=((long) std_luminance_quant_tbl[i]*scale_factor+ 50L)/100L;                               if (temp <= 0L) temp = 1L;                               if (temp > 32767L) temp = 32767L; /* max quantizer needed for 12 bits */                               if(temp>255)                                  temp = 255L;                               AllQualTabls[quality-1][i]=(UINT16) temp;                       }                       if(j==1)                       {                               temp=((long) std_chrominance_quant_tbl[i]*scale_factor+ 50L)/100L;                               if (temp <= 0L) temp = 1L;                               if (temp > 32767L) temp = 32767L; /* max quantizer needed for 12 bits */                               if(temp>255)                                  temp = 255L;                               AllQualTabls[quality-1][64+i]=(UINT16) temp;                       }               }        }}//int testNum=testFactor-1;   for(int tmp=99;tmp>=0;tmp--)//逆序寻找，因为一般质量因子都大于50{        for(int j=0;j<128;j++)        {               if( (QualTabl[j]==AllQualTabls[tmp][j])&&(j==127))               {                       //Q_Factor=tmp;                       count++;//满足条件的质量因子的数量加1                       if(tmp>final)//选择最大满足条件的最大的质量因子                               final=tmp;               }               else if(QualTabl[j]!=AllQualTabls[tmp][j])                       break;//发现不相等的项将跳出该循环进入下一个循环（质量因子不同）。         }}#ifdef DEBUG__printf("比较得出质量因子为：%d\n",final+1);printf("与之量化表相等所对应的质量因子的个数:%d\n",count);printf("任意键继续\n");getchar();#endif #ifdef DEBUG__if(final!=-2){               printf("quantization table of luminance:the quality is %d \n",final+1);//输出CI通道的量化表                if(testFactor<=0)                       testFactor=1;               if(testFactor>100)                       testFactor=100;//保障质量因子在1-100之间                for (int i = 0; i <64; ++i)               {                       printf("% 4d ",  AllQualTabls[final][i]);                       if ((i + 1) % 8 == 0)                       printf("\n");               }               printf("quantization table of chrominance ,the quality is %d: \n",final+1);//输出CI通道的量化表               for (int i = 0; i <64; ++i)               {                       printf("% 4d ", AllQualTabls[final][64+i]);                       if ((i + 1) % 8 == 0)                       printf("\n");               }        printf("任意键继续\n");        getchar();}else {        printf("没有找到匹配的向量表\n\n 任意键继续\n");                getchar();}#endif        return final+1;}