JPG圖片文件結(jié)構(gòu)分析.doc

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1、JPG文件結(jié)構(gòu)分析2010-04-0622:32【轉(zhuǎn)自網(wǎng)絡(luò)?作者：一江秋水】一、簡(jiǎn)述JPEG是一個(gè)壓縮標(biāo)準(zhǔn)，又可分為標(biāo)準(zhǔn)JPEG、漸進(jìn)式JPEG及JPEG2000三種:①標(biāo)準(zhǔn)JPEG：以24位顏色存儲(chǔ)單個(gè)光柵圖像，是與平臺(tái)無(wú)關(guān)的格式，支持最高級(jí)別的壓縮，不過(guò)，這種壓縮是有損耗的。此類(lèi)型圖片在網(wǎng)頁(yè)下載時(shí)只能由上而下依序顯示圖片，直到圖片資料全部下載完畢，才能看到全貌。②漸進(jìn)式JPEG：漸進(jìn)式JPG為標(biāo)準(zhǔn)JPG的改良格式，支持交錯(cuò)，可以在網(wǎng)頁(yè)下載時(shí)，先呈現(xiàn)出圖片的粗略外觀(guān)后，再慢慢地呈現(xiàn)出完整的內(nèi)容，漸進(jìn)式JPG的文件比標(biāo)準(zhǔn)JPG的文件要來(lái)得小。③JPEG2000：新一代的影像壓縮法，壓縮品質(zhì)

2、更好，其壓縮率比標(biāo)準(zhǔn)JPEG高約30％左右，同時(shí)支持有損和無(wú)損壓縮。一個(gè)極其重要的特征在于它能實(shí)現(xiàn)漸進(jìn)傳輸，即先傳輸圖像的輪廓，然后逐步傳輸數(shù)據(jù)，讓圖像由朦朧到清晰顯示。以一幅24位彩色圖像為例，JPEG的壓縮分為四個(gè)步驟：①顏色轉(zhuǎn)換：在將彩色圖像進(jìn)行壓縮之前，必須先對(duì)顏色模式進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換完成之后還需要進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣。②DCT?變換：是將圖像信號(hào)在頻率域上進(jìn)行變換，分離出高頻和低頻信息的處理過(guò)程，然后再對(duì)圖像的高頻部分（即圖像細(xì)節(jié)）進(jìn)行壓縮。首先以象素為單位將圖像劃分為多個(gè)8×8的矩陣，然后對(duì)每一個(gè)矩陣作DCT?變換。把8×8的象素矩陣變成8×8的頻率系數(shù)矩陣（所謂頻率就是顏色改變的速

3、度），頻率系數(shù)都是浮點(diǎn)數(shù)。③量化：由于下面第四步編碼過(guò)程中使用的碼本都是整數(shù)，因此要對(duì)頻率系數(shù)進(jìn)行量化，將之轉(zhuǎn)換為整數(shù)。數(shù)據(jù)量化后，矩陣中的數(shù)據(jù)都是近似值，和原始圖像數(shù)據(jù)之間有了差異，這一差異是造成圖像壓縮后失真的主要原因。這一過(guò)程中，質(zhì)量因子的選取至為重要。值選得大，可以大幅度提高壓縮比，但是圖像質(zhì)量就比較差，質(zhì)量因子越小圖像重建質(zhì)量越好，但是壓縮比越低。④編碼：編碼是基于統(tǒng)計(jì)特性的方法。四個(gè)步驟都完成后的JPEG文件，其基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為兩大類(lèi)型：“段”和經(jīng)過(guò)壓縮編碼的圖像數(shù)據(jù)。二、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)1.段的一般結(jié)構(gòu)如下表所示：表1：段的一般結(jié)構(gòu)---------------------------

4、--------------------------------------名可編輯word,供參考版！稱(chēng)????字節(jié)數(shù)?數(shù)據(jù)??說(shuō)明-----------------------------------------------------------------段標(biāo)識(shí)???1?????FF????每個(gè)新段的開(kāi)始標(biāo)識(shí)段類(lèi)型???1???????????類(lèi)型編碼（稱(chēng)作“標(biāo)記碼”）段長(zhǎng)度???2???????????包括段內(nèi)容和段長(zhǎng)度本身,不包括段標(biāo)識(shí)和段類(lèi)型段內(nèi)容???????????????≤65533字節(jié)------------------------------------------

5、-----------------------說(shuō)明：①JPG?文件中所有關(guān)于寬度高度長(zhǎng)度間隔這一類(lèi)數(shù)據(jù)，凡是＞１字節(jié)的，均采用Motorola格式，即：高位在前，低位在后。②有些段沒(méi)有長(zhǎng)度描述也沒(méi)有內(nèi)容，只有段標(biāo)識(shí)和段類(lèi)型。文件頭和文件尾均屬于這種段。③段與段之間無(wú)論有多少FF都是合法的，這些FF稱(chēng)為“填充字節(jié)”，必須被忽略掉。2.段類(lèi)型有30種，但只有10種是必須被所有程序識(shí)別的，其它的類(lèi)型都可以忽略。所以下面只列出這10種類(lèi)型。表2：段類(lèi)型---------------------------------------名稱(chēng)??標(biāo)記碼??說(shuō)明------------------------

6、---------------SOI????D8?????文件頭EOI????D9?????文件尾SOF0???C0?????幀開(kāi)始（標(biāo)準(zhǔn)?JPEG）SOF1???C1?????同上DHT????C4?????定義?Huffman?表（霍夫曼表）SOS????DA?????掃描行開(kāi)始DQT????DB?????定義量化表DRI????DD?????定義重新開(kāi)始間隔APP0???E0?????定義交換格式和圖像識(shí)別信息COM????FE?????注釋-----------------------------------------------------------說(shuō)明：有的文章也將DNL段

7、（標(biāo)記碼＝DC，定義掃描行數(shù)）列為必須段。3.以下按一般JPEG文件的段排列順序詳細(xì)介紹各種段的結(jié)構(gòu)：表3：SOI（文件頭）-----------------名稱(chēng)??字節(jié)數(shù)???值-----------------段可編輯word,供參考版！標(biāo)識(shí)???1?????FF段類(lèi)型???1?????D8?-----------------說(shuō)明：這兩個(gè)字節(jié)構(gòu)成了JPEG文件頭。表4：APP0（圖像識(shí)別信息）------------