JPEG解码算法流程详解

本文详细介绍了JPEG解码过程,包括读取JPEG文件信息、解析Huffman表、构建Huffman树、DC和AC系数的Huffman解码、反量化、反Zig-zag扫描、DCT逆变换以及颜色模式转换。在解析文件时需注意0XFF00的处理和字节序转换。

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(1)读入JPEG/JFIF文件的相关信息

按照JFIF文件格式,将JPEG文件相关的字段信息一一读取出来,并进行相应的解析。例如,图像的宽度、高度、量化表、Huffman表、水平/垂直采样因子等。一般而言,JFIF格式文件的读取顺序依次为:

SOI字段;

APP0字段;

APPn字段;

DQT字段;

SOFO字段;

DHT字段;

SOS字段;

压缩数据字段;

EOI字段;

读取JPEG文件相关信息的时候,有两点需要特别注意:

(a)由于JPEG中以0XFF来做为特殊标记符,因此,如果某个像素的取值为0XFF,那么实际在保存的时候,是以0XFF00来保存的,从而避免其跟特殊标记符0XFF之间产生混淆。所以,在读取文件信息的时候,如果遇0XFF00,就必须去除后面的00;即,将0XFF00当做0XFF

(b)JPEG文件中,一个字(16位)的存储是采用了Motorola格式(big-endian),而不是我们常用的Intel格式(little-endian)。因此,如果需要的话,请在处理之间进行依次高低字节的转换。

(2) 读取Huffman

在标记码DHT之后,包含了一个或者多个Huffman表(通常是4个表)。对于一个Huffman表而言,它包含了以下三部分内容:

(a)ID和表类型;1个字节;仅有4个可选的取值,0X00,0X01,0X10,0X11,分别表示DC直流0号表,DC直流1号表,AC交流0号表,AC交流1号表;

(b)不同位数的码字数量;前面提到,JPEG中的Huffman编码表是按照编码长度的位数以表格的形式保存的,而且,Huffman编码表的位数只能是1--16位,因此,这里用16个字节来分别表示1--16位的每种位长的编码在Huffman

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