应用libjpeg提取jpeg质量因子

http://blog.csdn.net/lzhq28/article/details/7775222

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1. 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

1. struct jpeg_decompress_struct cinfo;
2. struct jpeg_error_mgr jerr;
3. cinfo.err = jpeg_std_error(&jerr);
4. 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

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

1. {
2. printf("Open file error!\n");
3. return;

1. }
2. jpeg_stdio_src(&cinfo, f);

3、读取图像信息

1. jpeg_read_header(&cinfo, TRUE);

4、根据图像信息申请一个图像缓冲区

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

5、开始解压缩

1. jpeg_start_decompress(&cinfo);
2. JSAMPROW row_pointer[1];
3. while (cinfo.output_scanline < cinfo.output_height)
4. {
5. row_pointer[0] = &data[(cinfo.output_height - cinfo.output_scanline-1)*cinfo.image_width*cinfo.num_components];
6. jpeg_read_scanlines(&cinfo,row_pointer ,
7. 1);
8. }
9. jpeg_finish_decompress(&cinfo);

6：获取解压缩后的量化表

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

7：释放资源

1. jpeg_destroy_decompress(&cinfo);
2. 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：

1. static const unsigned int std_luminance_quant_tbl[64] = {
2. 16,  11,  10,  16,  24,  40,  51,  61,
3. 12,  12,  14,  19,  26,  58,  60,  55,
4. 14,  13,  16,  24,  40,  57,  69,  56,
5. 14,  17,  22,  29,  51,  87,  80,  62,
6. 18,  22,  37,  56,  68, 109, 103,  77,
7. 24,  35,  55,  64,  81, 104, 113,  92,
8. 49,  64,  78,  87, 103, 121, 120, 101,
9. 72,  92,  95,  98, 112, 100, 103,  99
10. };

色度量化表：

1. static const unsigned int std_chrominance_quant_tbl[64] = {
2. 17,  18,  24,  47,  99,  99,  99,  99,
3. 18,  21,  26,  66,  99,  99,  99,  99,
4. 24,  26,  56,  99,  99,  99,  99,  99,
5. 47,  66,  99,  99,  99,  99,  99,  99,
6. 99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,
7. 99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,
8. 99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,
9. 99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99
10. };

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。

1. for(int quality=1;quality<=100;quality++)
2. {
3. if(quality<=0)
4. quality = 1;
5. if(quality > 100)
6. quality = 100;
7. if(quality<50)
8. scale_factor=5000 / quality;
9. else
10. scale_factor= 200 - quality*2;
11. for(int j=0;j<2;j++)
12. {
13. for(int i=0;i<64;i++)
14. {
15. if(j==0)
16. {
17. temp=((long) std_luminance_quant_tbl[i]*scale_factor+ 50L)/100L;
18. if (temp <= 0L) temp = 1L;
19. if (temp > 32767L) temp = 32767L; /* max quantizer needed for 12 bits */
20. if(temp>255)
21. temp = 255L;
22. AllQualTabls[quality-1][i]=(UINT16) temp;
23. }
24. if(j==1)
25. {
26. temp=((long) std_chrominance_quant_tbl[i]*scale_factor+ 50L)/100L;
27. if (temp <= 0L) temp = 1L;
28. if (temp > 32767L) temp = 32767L; /* max quantizer needed for 12 bits */
29. if(temp>255)
30. temp = 255L;
31. AllQualTabls[quality-1][64+i]=(UINT16) temp;
32. }
33. }
34. }
35. }

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

1. for(int tmp=99;tmp>=0;tmp--)//逆序寻找，因为一般质量因子都大于50
2. {
3. for(int j=0;j<128;j++)
4. {
5. if( (QualTabl[j]==AllQualTabls[tmp][j])&&(j==127))
6. {
7. //Q_Factor=tmp;
8. count++;//满足条件的质量因子的数量加1
9. if(tmp>final)//选择最大满足条件的最大的质量因子
10. final=tmp;
11. }
12. else if(QualTabl[j]!=AllQualTabls[tmp][j])
13. 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）。
14. }
15. }

源程序：

1：解压缩JPEG图片

1. 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
2. {
3. FILE *openJpeg;
4. unsigned char *data;   //存放解压后的数据
5. unsigned char *jpgbuf;      //存放解压后一行图像数据
6. int row_stride;        //定义每行的字节数
7. struct jpeg_decompress_struct cinfo;
8. struct jpeg_error_mgr jerr;
9. cinfo.err = jpeg_std_error(&jerr);
10. jpeg_create_decompress(&cinfo);//声明并初始化解压缩对象
11. openJpeg=fopen(JpegName,"rb");//二进制模式读取jpeg文件
12. if(openJpeg==NULL) //二进制模式读取
13. {
14. printf("error: cannot open  the file\n");
15. return NULL;
16. }//打开jpeg图片
17. jpeg_stdio_src(&cinfo, openJpeg);//指定解压对象的源文件
18. 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
19. jpeg_start_decompress(&cinfo);//开始接压缩
20. data=(unsigned char *)malloc(cinfo.output_width* cinfo.output_components*cinfo.output_width);//动态分配数据存储内存
21. memset(data,0,cinfo.output_width*cinfo.output_width*cinfo.output_components);//设置图像数据初值为0
22. jpgbuf = (unsigned char *) malloc(cinfo.output_width *cinfo.output_components);//动态分配缓存内存
23. memset(jpgbuf,0,cinfo.output_width*cinfo.output_components);//为缓存内存设置初值
24. row_stride = cinfo.output_width * cinfo.output_components; //计算每行所需的空间，字节为单位
25. while (cinfo.output_scanline < cinfo.output_height)
26. {
27. int line=cinfo.output_scanline;//当前行数
28. (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
29. 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
30. {
31. data[line*row_stride+i*cinfo.output_components+0]=jpgbuf[i*3];
32. data[line*row_stride+i*cinfo.output_components+1]=jpgbuf[i*3+1];
33. data[line*row_stride+i*cinfo.output_components+2]=jpgbuf[i*3+2];
34. #ifdef DEBUG__
35. //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
36. #endif
37. }
38. }
39. GetQualityTabl(&cinfo,QualTabl,1);//获取解压缩后的量化表
40. *Factor=GetFactor(QualTabl,AllQualTabls,Q_FACTOR);//获取质量因子
41. jpeg_finish_decompress(&cinfo);//完成解压过程
42. jpeg_destroy_decompress(&cinfo);//释放cinfo
43. free(jpgbuf);//释放缓存
44. fclose(openJpeg);
45. return data;
46. }

2：遍历寻找质量因子

1. 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）
2. {
3. /* These are the sample quantization tables given in JPEG spec section K.1.
4. * The spec says that the values given produce "good" quality, and
5. * when divided by 2, "very good" quality.
6. */
7. static const unsigned int std_luminance_quant_tbl[64] = {
8. 16,  11,  10,  16,  24,  40,  51,  61,
9. 12,  12,  14,  19,  26,  58,  60,  55,
10. 14,  13,  16,  24,  40,  57,  69,  56,
11. 14,  17,  22,  29,  51,  87,  80,  62,
12. 18,  22,  37,  56,  68, 109, 103,  77,
13. 24,  35,  55,  64,  81, 104, 113,  92,
14. 49,  64,  78,  87, 103, 121, 120, 101,
15. 72,  92,  95,  98, 112, 100, 103,  99
16. };
17. static const unsigned int std_chrominance_quant_tbl[64] = {
18. 17,  18,  24,  47,  99,  99,  99,  99,
19. 18,  21,  26,  66,  99,  99,  99,  99,
20. 24,  26,  56,  99,  99,  99,  99,  99,
21. 47,  66,  99,  99,  99,  99,  99,  99,
22. 99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,
23. 99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,
24. 99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,
25. 99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99
26. };
27. long temp;//存储临时的质量因子
28. int scale_factor=0;//默认值为0，品质因子最高
29. //int Q_Factor=-1;//寻找到的质量因子，默认值为-1，表示没找到
30. int count=0;//记录量化表相同的质量因子的个数
31. 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
32. for(int quality=1;quality<=100;quality++)
33. {
34. if(quality<=0)
35. quality = 1;
36. if(quality > 100)
37. quality = 100;
38. if(quality<50)
39. scale_factor=5000 / quality;
40. else
41. scale_factor= 200 - quality*2;
42. for(int j=0;j<2;j++)
43. {
44. for(int i=0;i<64;i++)
45. {
46. if(j==0)
47. {
48. temp=((long) std_luminance_quant_tbl[i]*scale_factor+ 50L)/100L;
49. if (temp <= 0L) temp = 1L;
50. if (temp > 32767L) temp = 32767L; /* max quantizer needed for 12 bits */
51. if(temp>255)
52. temp = 255L;
53. AllQualTabls[quality-1][i]=(UINT16) temp;
54. }
55. if(j==1)
56. {
57. temp=((long) std_chrominance_quant_tbl[i]*scale_factor+ 50L)/100L;
58. if (temp <= 0L) temp = 1L;
59. if (temp > 32767L) temp = 32767L; /* max quantizer needed for 12 bits */
60. if(temp>255)
61. temp = 255L;
62. AllQualTabls[quality-1][64+i]=(UINT16) temp;
63. }
64. }
65. }
66. }
67. //int testNum=testFactor-1;
68. for(int tmp=99;tmp>=0;tmp--)//逆序寻找，因为一般质量因子都大于50
69. {
70. for(int j=0;j<128;j++)
71. {
72. if( (QualTabl[j]==AllQualTabls[tmp][j])&&(j==127))
73. {
74. //Q_Factor=tmp;
75. count++;//满足条件的质量因子的数量加1
76. if(tmp>final)//选择最大满足条件的最大的质量因子
77. final=tmp;
78. }
79. else if(QualTabl[j]!=AllQualTabls[tmp][j])
80. 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）。
81. }
82. }
83. #ifdef DEBUG__
84. printf("比较得出质量因子为：%d\n",final+1);
85. printf("与之量化表相等所对应的质量因子的个数:%d\n",count);
86. printf("任意键继续\n");
87. getchar();
88. #endif
89. #ifdef DEBUG__
90. if(final!=-2)
91. {
92. printf("quantization table of luminance:the quality is %d \n",final+1);//输出CI通道的量化表
93. if(testFactor<=0)
94. testFactor=1;
95. if(testFactor>100)
96. testFactor=100;//保障质量因子在1-100之间
97. for (int i = 0; i <64; ++i)
98. {
99. printf("% 4d ",  AllQualTabls[final][i]);
100. if ((i + 1) % 8 == 0)
101. printf("\n");
102. }
103. printf("quantization table of chrominance ,the quality is %d: \n",final+1);//输出CI通道的量化表
104. for (int i = 0; i <64; ++i)
105. {
106. printf("% 4d ", AllQualTabls[final][64+i]);
107. if ((i + 1) % 8 == 0)
108. printf("\n");
109. }
110. printf("任意键继续\n");
111. getchar();
112. }
113. else
114. {
115. printf("没有找到匹配的向量表\n\n 任意键继续\n");
116. getchar();
117. }
118. #endif
119. return final+1;
120. }

相关阅读：

C 实现BMP 转换为JPG 附源代码

[置顶] C实现jpg转换为BMP 附源文件

 

利用Opencv读取JPEG文件的压缩信息（量化表）

http://blog.csdn.net/williams0/article/details/51143582

OpenCV（Open Source Computer Vision Library）是一个强大的开源计算机视觉库，里面包含了许多非常有用的图像处理算法，由于在学习中需要提取JPEG图像文件的压缩信息，比如压缩的量化表、量化的DCT系数矩阵等。一开始我使用的是最新的libjpeg（IJG9）和opencv，在使用时发现两者会有冲突，原因是opencv的一些读入图像的函数会调用libjpeg，调用的libjpeg（libjpeg6.2）被集成在opencv中，而加载libjpeg9.2时会和libjpeg6.2冲突，故运行程序时经常弹出libjpeg版本错误的信息 。

为解决这个问题，我调用opencv中的libjpeg来读取jpeg的压缩信息，下面粘上代码：

1. #include <opencv2/core/core.hpp>
2. #include <opencv2/highgui/highgui.hpp>
3. #include <opencv2/opencv.hpp>
4. #include <stdio.h>
5. #include <iostream>
6. #include <stdlib.h>
7. #include <iostream>
8. #include <setjmp.h>
9. #include <jerror.h>
10. #include <jpeglib.h>
11. using namespace std;
12. using namespace cv;
13. int DeJpeg(string JpegName,int q_table[64])//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
14. {
15. FILE *openJpeg;
16. struct  jpeg_decompress_struct cinfo;
17. struct jpeg_error_mgr jerr;
18. JQUANT_TBL *quant_ptr;
19. cinfo.err = jpeg_std_error(&jerr);
20. jpeg_create_decompress(&cinfo);//声明并初始化解压缩对象
21. openJpeg=fopen(JpegName.c_str(),"rb");//二进制模式读取jpeg文件
22. if(openJpeg==NULL) //二进制模式读取
23. {
24. printf("error: cannot open  the file\n");
25. return NULL;
26. }//打开jpeg图片
27. jpeg_stdio_src(&cinfo, openJpeg);//指定解压对象的源文件
28. jpeg_save_markers(&cinfo, JPEG_COM, 0xFFFF);
29. 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
30. //jpeg_destroy_decompress(&cinfo);//释放cinfo
31. //------------------------------------------------------
32. //int q_table[64];
33. if (cinfo.quant_tbl_ptrs[0] != NULL) {
34. quant_ptr = cinfo.quant_tbl_ptrs[0];
35. for (unsigned int i = 0; i < DCTSIZE; i++)
36. for (unsigned int j = 0; j < DCTSIZE; j++){
37. q_table[j*DCTSIZE+i] = (int) quant_ptr->quantval[i*DCTSIZE+j];
38. cout<<q_table[j*DCTSIZE+i]<<" ";}
39. }
40. //int QualTabl[128];
41. jpeg_destroy_decompress(&cinfo);
42. fclose(openJpeg);
43. return 1;
44. }
45. int main(){
46. Mat img = imread("./ucid00001.jpg",0);
47. int Q_table[64];
48. DeJpeg("./ucid00001.jpg",Q_table);
49. for(int i=0;i<DCTSIZE2;i++){
50. cout<<Q_table[i]<<" ";
51. }
52. imshow("Hi",img);
53. waitKey(0);
54. }