应用libjpeg提取jpeg质量因子

Posted 2020-09-27 mydddfly

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

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 print?

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

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 print?

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

 

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 print?

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

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 print?

1. {  
2.   
3.     printf("Open file error!\n");  
4.   
5.     return;  

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 print?

1. }  
2.   
3. jpeg_stdio_src(&cinfo, f);  

3、读取图像信息

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 print?

1. jpeg_read_header(&cinfo, TRUE);  

4、根据图像信息申请一个图像缓冲区

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 print?

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

5、开始解压缩
 

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 print?

1. jpeg_start_decompress(&cinfo);  
2.   
3. JSAMPROW row_pointer[1];  
4.   
5. while (cinfo.output_scanline < cinfo.output_height)  
6.   
7. {  
8.   
9.     row_pointer[0] = &data[(cinfo.output_height - cinfo.output_scanline-1)*cinfo.image_width*cinfo.num_components];  
10.   
11.     jpeg_read_scanlines(&cinfo,row_pointer ,  
12.   
13.                            1);  
14.   
15. }  
16.   
17. jpeg_finish_decompress(&cinfo);  

 

6：获取解压缩后的量化表

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 print?

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

7：释放资源

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 print?

1. jpeg_destroy_decompress(&cinfo);  
2.   
3. 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：  

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 print?

1. static const unsigned int std_luminance_quant_tbl[64] = {  
2.   
3.   16,  11,  10,  16,  24,  40,  51,  61,  
4.   
5.   12,  12,  14,  19,  26,  58,  60,  55,  
6.   
7.   14,  13,  16,  24,  40,  57,  69,  56,  
8.   
9.   14,  17,  22,  29,  51,  87,  80,  62,  
10.   
11.   18,  22,  37,  56,  68, 109, 103,  77,  
12.   
13.   24,  35,  55,  64,  81, 104, 113,  92,  
14.   
15.   49,  64,  78,  87, 103, 121, 120, 101,  
16.   
17.   72,  92,  95,  98, 112, 100, 103,  99  
18.   
19. };  

色度量化表：

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 print?

1. static const unsigned int std_chrominance_quant_tbl[64] = {  
2.   
3.   17,  18,  24,  47,  99,  99,  99,  99,  
4.   
5.   18,  21,  26,  66,  99,  99,  99,  99,  
6.   
7.   24,  26,  56,  99,  99,  99,  99,  99,  
8.   
9.   47,  66,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  
10.   
11.   99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  
12.   
13.   99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  
14.   
15.   99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  
16.   
17.   99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99  
18.   
19. };  

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。

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 print?

1. for(int quality=1;quality<=100;quality++)  
2.   
3. {  
4.   
5.         if(quality<=0)  
6.   
7.                quality = 1;  
8.   
9.         if(quality > 100)  
10.   
11.                quality = 100;  
12.   
13.         if(quality<50)  
14.   
15.                scale_factor=5000 / quality;  
16.   
17.         else   
18.   
19.                scale_factor= 200 - quality*2;  
20.   
21.    
22.   
23.         for(int j=0;j<2;j++)  
24.   
25.         {  
26.   
27.                for(int i=0;i<64;i++)  
28.   
29.                {  
30.   
31.           
32.   
33.                        if(j==0)  
34.   
35.                        {  
36.   
37.                                temp=((long) std_luminance_quant_tbl[i]*scale_factor+ 50L)/100L;  
38.   
39.                                if (temp <= 0L) temp = 1L;  
40.   
41.                                if (temp > 32767L) temp = 32767L; /* max quantizer needed for 12 bits */  
42.   
43.                                if(temp>255)  
44.   
45.                                   temp = 255L;  
46.   
47.                                AllQualTabls[quality-1][i]=(UINT16) temp;  
48.   
49.                        }  
50.   
51.                        if(j==1)  
52.   
53.                        {  
54.   
55.                                temp=((long) std_chrominance_quant_tbl[i]*scale_factor+ 50L)/100L;  
56.   
57.                                if (temp <= 0L) temp = 1L;  
58.   
59.                                if (temp > 32767L) temp = 32767L; /* max quantizer needed for 12 bits */  
60.   
61.                                if(temp>255)  
62.   
63.                                   temp = 255L;  
64.   
65.                                AllQualTabls[quality-1][64+i]=(UINT16) temp;  
66.   
67.                        }  
68.   
69.                }  
70.   
71.         }  
72.   
73. }  

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

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 print?

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. {  
4.   
5.         for(int j=0;j<128;j++)  
6.   
7.         {  
8.   
9.                if( (QualTabl[j]==AllQualTabls[tmp][j])&&(j==127))  
10.   
11.                {  
12.   
13.                        //Q_Factor=tmp;  
14.   
15.                        count++;//满足条件的质量因子的数量加1  
16.   
17.                        if(tmp>final)//选择最大满足条件的最大的质量因子  
18.   
19.                                final=tmp;  
20.   
21.                }  
22.   
23.                else if(QualTabl[j]!=AllQualTabls[tmp][j])  
24.   
25.                        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）。  
26.   
27.    
28.   
29.         }  
30.   
31. }  

 

源程序：

1：解压缩JPEG图片

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 print?

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. {  
4.   
5.    
6.   
7.         FILE *openJpeg;  
8.   
9.         unsigned char *data;   //存放解压后的数据  
10.   
11.         unsigned char *jpgbuf;      //存放解压后一行图像数据  
12.   
13.         int row_stride;        //定义每行的字节数  
14.   
15.         struct jpeg_decompress_struct cinfo;  
16.   
17.     struct jpeg_error_mgr jerr;  
18.   
19.         cinfo.err = jpeg_std_error(&jerr);  
20.   
21.         jpeg_create_decompress(&cinfo);//声明并初始化解压缩对象  
22.   
23.    
24.   
25.         openJpeg=fopen(JpegName,"rb");//二进制模式读取jpeg文件  
26.   
27.    
28.   
29.         if(openJpeg==NULL) //二进制模式读取  
30.   
31.         {  
32.   
33.                printf("error: cannot open  the file\n");  
34.   
35.                return NULL;  
36.   
37.         }//打开jpeg图片  
38.   
39.    
40.   
41.         jpeg_stdio_src(&cinfo, openJpeg);//指定解压对象的源文件  
42.   
43.         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  
44.   
45.         jpeg_start_decompress(&cinfo);//开始接压缩  
46.   
47.           
48.   
49.         data=(unsigned char *)malloc(cinfo.output_width* cinfo.output_components*cinfo.output_width);//动态分配数据存储内存  
50.   
51.         memset(data,0,cinfo.output_width*cinfo.output_width*cinfo.output_components);//设置图像数据初值为0  
52.   
53.         jpgbuf = (unsigned char *) malloc(cinfo.output_width *cinfo.output_components);//动态分配缓存内存  
54.   
55.         memset(jpgbuf,0,cinfo.output_width*cinfo.output_components);//为缓存内存设置初值  
56.   
57.    
58.   
59.         row_stride = cinfo.output_width * cinfo.output_components; //计算每行所需的空间，字节为单位  
60.   
61.         while (cinfo.output_scanline < cinfo.output_height)  
62.   
63.         {  
64.   
65.                int line=cinfo.output_scanline;//当前行数  
66.   
67.    
68.   
69.                (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  
70.   
71.    
72.   
73.                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  
74.   
75.                        {         
76.   
77.                                data[line*row_stride+i*cinfo.output_components+0]=jpgbuf[i*3];  
78.   
79.                                data[line*row_stride+i*cinfo.output_components+1]=jpgbuf[i*3+1];  
80.   
81.                                data[line*row_stride+i*cinfo.output_components+2]=jpgbuf[i*3+2];  
82.   
83. #ifdef DEBUG__  
84.   
85.         //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  
86.   
87. #endif     
88.   
89.                         }  
90.   
91.    
92.   
93.         }  
94.   
95.    
96.   
97.         GetQualityTabl(&cinfo,QualTabl,1);//获取解压缩后的量化表  
98.   
99.    
100.   
101.         *Factor=GetFactor(QualTabl,AllQualTabls,Q_FACTOR);//获取质量因子  
102.   
103.    
104.   
105.    
106.   
107.         jpeg_finish_decompress(&cinfo);//完成解压过程  
108.   
109.           
110.   
111.         jpeg_destroy_decompress(&cinfo);//释放cinfo  
112.   
113.    
114.   
115.         free(jpgbuf);//释放缓存  
116.   
117.         fclose(openJpeg);  
118.   
119.         return data;  
120.   
121.    
122.   
123. }  

2：遍历寻找质量因子

[cpp] view plain copy

 

 print?

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. {  
4.   
5.    
6.   
7.           
8.   
9. /* These are the sample quantization tables given in JPEG spec section K.1. 
10.  
11.  * The spec says that the values given produce "good" quality, and 
12.  
13.  * when divided by 2, "very good" quality. 
14.  
15.  */  
16.   
17. static const unsigned int std_luminance_quant_tbl[64] = {  
18.   
19.   16,  11,  10,  16,  24,  40,  51,  61,  
20.   
21.   12,  12,  14,  19,  26,  58,  60,  55,  
22.   
23.   14,  13,  16,  24,  40,  57,  69,  56,  
24.   
25.   14,  17,  22,  29,  51,  87,  80,  62,  
26.   
27.   18,  22,  37,  56,  68, 109, 103,  77,  
28.   
29.   24,  35,  55,  64,  81, 104, 113,  92,  
30.   
31.   49,  64,  78,  87, 103, 121, 120, 101,  
32.   
33.   72,  92,  95,  98, 112, 100, 103,  99  
34.   
35. };  
36.   
37. static const unsigned int std_chrominance_quant_tbl[64] = {  
38.   
39.   17,  18,  24,  47,  99,  99,  99,  99,  
40.   
41.   18,  21,  26,  66,  99,  99,  99,  99,  
42.   
43.   24,  26,  56,  99,  99,  99,  99,  99,  
44.   
45.   47,  66,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  
46.   
47.   99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  
48.   
49.   99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  
50.   
51.   99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  
52.   
53.   99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99  
54.   
55. };  
56.   
57. long temp;//存储临时的质量因子  
58.   
59. int scale_factor=0;//默认值为0，品质因子最高  
60.   
61. //int Q_Factor=-1;//寻找到的质量因子，默认值为-1，表示没找到  
62.   
63. int count=0;//记录量化表相同的质量因子的个数  
64.   
65. 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  
66.   
67.    
68.   
69.    
70.   
71. for(int quality=1;quality<=100;quality++)  
72.   
73. {  
74.   
75.         if(quality<=0)  
76.   
77.                quality = 1;  
78.   
79.         if(quality > 100)  
80.   
81.                quality = 100;  
82.   
83.         if(quality<50)  
84.   
85.                scale_factor=5000 / quality;  
86.   
87.         else   
88.   
89.                scale_factor= 200 - quality*2;  
90.   
91.    
92.   
93.         for(int j=0;j<2;j++)  
94.   
95.         {  
96.   
97.                for(int i=0;i<64;i++)  
98.   
99.                {  
100.   
101.           
102.   
103.                        if(j==0)  
104.   
105.                        {  
106.   
107.                                temp=((long) std_luminance_quant_tbl[i]*scale_factor+ 50L)/100L;  
108.   
109.                                if (temp <= 0L) temp = 1L;  
110.   
111.                                if (temp > 32767L) temp = 32767L; /* max quantizer needed for 12 bits */  
112.   
113.                                if(temp>255)  
114.   
115.                                   temp = 255L;  
116.   
117.                                AllQualTabls[quality-1][i]=(UINT16) temp;  
118.   
119.                        }  
120.   
121.                        if(j==1)  
122.   
123.                        {  
124.   
125.                                temp=((long) std_chrominance_quant_tbl[i]*scale_factor+ 50L)/100L;  
126.   
127.                                if (temp <= 0L) temp = 1L;  
128.   
129.                                if (temp > 32767L) temp = 32767L; /* max quantizer needed for 12 bits */  
130.   
131.                                if(temp>255)  
132.   
133.                                   temp = 255L;  
134.   
135.                                AllQualTabls[quality-1][64+i]=(UINT16) temp;  
136.   
137.                        }  
138.   
139.                }  
140.   
141.         }  
142.   
143. }  
144.   
145. //int testNum=testFactor-1;  
146.   
147.    
148.   
149.    
150.   
151.    
152.   
153. for(int tmp=99;tmp>=0;tmp--)//逆序寻找，因为一般质量因子都大于50  
154.   
155. {  
156.   
157.         for(int j=0;j<128;j++)  
158.   
159.         {  
160.   
161.                if( (QualTabl[j]==AllQualTabls[tmp][j])&&(j==127))  
162.   
163.                {  
164.   
165.                        //Q_Factor=tmp;  
166.   
167.                        count++;//满足条件的质量因子的数量加1  
168.   
169.                        if(tmp>final)//选择最大满足条件的最大的质量因子  
170.   
171.                                final=tmp;  
172.   
173.                }  
174.   
175.                else if(QualTabl[j]!=AllQualTabls[tmp][j])  
176.   
177.                        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）。  
178.   
179.    
180.   
181.         }  
182.   
183. }  
184.   
185. #ifdef DEBUG__  
186.   
187. printf("比较得出质量因子为：%d\n",final+1);  
188.   
189. printf("与之量化表相等所对应的质量因子的个数:%d\n",count);  
190.   
191. printf("任意键继续\n");  
192.   
193. getchar();  
194.   
195. #endif  
196.   
197.    
198.   
199. #ifdef DEBUG__  
200.   
201. if(final!=-2)  
202.   
203. {  
204.   
205.                printf("quantization table of luminance:the quality is %d \n",final+1);//输出CI通道的量化表  
206.   
207.    
208.   
209.                if(testFactor<=0)  
210.   
211.                        testFactor=1;  
212.   
213.                if(testFactor>100)  
214.   
215.                        testFactor=100;//保障质量因子在1-100之间  
216.   
217.    
218.   
219.                for (int i = 0; i <64; ++i)  
220.   
221.                {  
222.   
223.                        printf("% 4d ",  AllQualTabls[final][i]);  
224.   
225.                        if ((i + 1) % 8 == 0)  
226.   
227.                        printf("\n");  
228.   
229.                }  
230.   
231.                printf("quantization table of chrominance ,the quality is %d: \n",final+1);//输出CI通道的量化表  
232.   
233.                for (int i = 0; i <64; ++i)  
234.   
235.                {  
236.   
237.                        printf("% 4d ", AllQualTabls[final][64+i]);  
238.   
239.                        if ((i + 1) % 8 == 0)  
240.   
241.                        printf("\n");  
242.   
243.                }  
244.   
245.         printf("任意键继续\n");  
246.   
247.         getchar();  
248.   
249. }  
250.   
251. else   
252.   
253. {  
254.   
255.         printf("没有找到匹配的向量表\n\n 任意键继续\n");  
256.   
257.           
258.   
259.         getchar();  
260.   
261. }  
262.   
263. #endif  
264.   
265.         return final+1;  
266.   
267. }  

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：

 

[cpp] view plain copy

 

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.   
12. using namespace std;  
13. using namespace cv;  
14.   
15. 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  
16.   
17. {  
18.   
19.   
20.   
21.         FILE *openJpeg;  
22.   
23.   
24.   
25.         struct  jpeg_decompress_struct cinfo;  
26.         struct jpeg_error_mgr jerr;  
27.         JQUANT_TBL *quant_ptr;  
28.   
29.         cinfo.err = jpeg_std_error(&jerr);  
30.   
31.         jpeg_create_decompress(&cinfo);//声明并初始化解压缩对象  
32.   
33.         openJpeg=fopen(JpegName.c_str(),"rb");//二进制模式读取jpeg文件  
34.   
35.         if(openJpeg==NULL) //二进制模式读取  
36.         {  
37.             printf("error: cannot open  the file\n");  
38.               return NULL;  
39.         }//打开jpeg图片  
40.   
41.         jpeg_stdio_src(&cinfo, openJpeg);//指定解压对象的源文件  
42.         jpeg_save_markers(&cinfo, JPEG_COM, 0xFFFF);  
43.         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  
44.   
45.         //jpeg_destroy_decompress(&cinfo);//释放cinfo  
46.   
47.         //------------------------------------------------------  
48.         //int q_table[64];  
49.         if (cinfo.quant_tbl_ptrs[0] != NULL) {  
50.             quant_ptr = cinfo.quant_tbl_ptrs[0];  
51.             for (unsigned int i = 0; i < DCTSIZE; i++)  
52.               for (unsigned int j = 0; j < DCTSIZE; j++){  
53.                 q_table[j*DCTSIZE+i] = (int) quant_ptr->quantval[i*DCTSIZE+j];  
54.                 cout<<q_table[j*DCTSIZE+i]<<" ";}  
55.         }  
56.         //int QualTabl[128];  
57.         jpeg_destroy_decompress(&cinfo);  
58.   
59.   
60.         fclose(openJpeg);  
61.   
62.         return 1;  
63.      
64.   
65.   
66.   
67. }  
68. int main(){  
69.     Mat img = imread("./ucid00001.jpg",0);  
70.   
71.     int Q_table[64];  
72.     DeJpeg("./ucid00001.jpg",Q_table);  
73.     for(int i=0;i<DCTSIZE2;i++){  
74.         cout<<Q_table[i]<<" ";  
75.     }  
76.      imshow("Hi",img);  
77.     waitKey(0);  
78. }