JPEG编码器实验报告代码分析.doc

实验报告1. 实验目的通过阅读JPEG编码器代码，了解编码原理、编码过程和代码实现。2. 实验要求（1） 详细阅读JPEG编码器代码，结合编码原理，了解整个代码实现的过程（2） 输入bmp文件，在VC6.0下跑通代码，查看编码器的压缩倍数（3） 对有些模块进行单步跟踪调试，详细了解其过程3. 实验原理JPEG编码的基本过程如下（1） 像素阵列分块（分为8*8小块）（2） 进行DCT离散余弦变换（3） 进行Z字形扫描，将二维阵列变为一维数列（4） 进行量化（5） 熵编码（Huffman编码）（6） 封装为JPG文件本次试验所用bmp转jpg编码器的编码步骤（1） 读取bmp文件信息，创建并打开jpg文件（2） 8*8分块及色彩空间变换（RGB转YCbCr）（3） 快速离散余弦变换FDCT（4） 量化（5） Z字形扫描（6） 使用差分脉冲编码调制对直流系数DC进行编码（7） 使用游程长度编码对交流系数AC编码（8） 霍夫曼熵编码4. 代码分析整个代码过程可分为三个部分（1） 文件操作（2） 对编码所用信息表进行初始化（int_all）（3） 主编码器进行编码(main_encoder)主函数分析int main(int argc, char *argv)char BMP_filename64;char JPG_filename64;WORD width_original,height_original; /the original image dimensions, / before we made them divisible by 8BYTE len_filename;bitstring fillbits; /filling bitstring for the bit alignment of the EOI(end of image) markerif (argc1) 创建并打开jpg文件strcpy(BMP_filename,argv1);if (argc2) strcpy(JPG_filename,argv2);else / replace .bmp with .jpgstrcpy(JPG_filename, BMP_filename);len_filename=strlen(BMP_filename);strcpy(JPG_filename+(len_filename-3),jpg);/从后三位开始拷贝jpg.else exitmessage(Syntax: enc fis.bmp fis.jpg); /BMP_filename=;load_bitmap(BMP_filename, &width_original, &height_original);/加载bmp文件信息fp_jpeg_stream = fopen(JPG_filename,wb);/创建jpg文件流init_all();/初始化函数，初始化量化、霍夫曼及亮度色差转换表等，为编码做准备SOF0info.width = width_original;SOF0info.height = height_original;/写入图像的宽和高writeword(0xFFD8); / SOI，写入图像开始标志write_A PP0info();/ write_comment(Cris made this JPEG with his own encoder);写入jpg文件信息write_DQTinfo();/写入量化表write_SOF0info();/写入帧开始write_DHTinfo();/写入霍夫曼表write_SOSinfo();/写入扫描开始信息/ init global variablesbytenew = 0; / current bytebytepos = 7; / bit position in this bytemain_encoder();/主编码函数/ Do the bit alignment of the EOI markerif (bytepos = 0) fillbits.length = bytepos + 1;fillbits.value = (1(bytepos+1) - 1;writebits(fillbits);writeword(0xFFD9); / EOI写入图像结束标志释放内存free(RGB_buffer);free(category_alloc);free(bitcode_alloc);fclose(fp_jpeg_stream);init_all()函数分析void init_all()set_DQTinfo();/设置量化表信息，进行Z字形重排set_DHTinfo();/设置霍夫曼表信息init_Huffman_tables();/初始化霍夫曼表set_numbers_category_and_bitcode();/设置数值类别及编码值precalculate_YCbCr_tables();/计算RGB转YCbCr表prepare_quant_tables();/准备量化表main_encoder()函数分析void main_encoder() /SWORD DCY = 0, DCCb = 0, DCCr = 0; /DC系数用来作差分编码，实际编码为两个8*8小块DC系数之差WORD xpos, ypos;for (ypos=0; yposheight; ypos+=8)for (xpos=0; xposwidth; xpos+=8)/对图像进行8*8块数据扫描load_data_units_from_RGB_buffer(xpos, ypos); /载入数据 /即读取一个8*8数据块并进行RGB到YCbCr转化process_DU(YDU, fdtbl_Y, &DCY, YDC_HT, YAC_HT);/亮度Y编码 process_DU(CbDU, fdtbl_Cb, &DCCb, CbDC_HT, CbAC_HT);/色差Cb编码process_DU(CrDU, fdtbl_Cb, &DCCr, CbDC_HT, CbAC_HT);/色差Cr编码/参数依次为：待编码单元，量化表，DC系数，直流霍夫曼表，交流霍夫曼表/ process_DU为主要编码函数，进行了DCT变换，Z字形重排，对DC系数差分脉冲调制AC系数变长游程编码后，再进行霍夫曼编码5. 实验结果1 Bmp原图1024*68