应用libjpeg提取jpeg质量因子
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
struct jpeg_decompress_struct cinfo;
struct jpeg_error_mgr jerr;
cinfo.err = jpeg_std_error(&jerr);
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
FILE *f = fopen(strSourceFileName,"rb");
if (f==NULL){
printf("Open file error!\n");
return;}
jpeg_stdio_src(&cinfo, f);
3、读取图像信息
jpeg_read_header(&cinfo, TRUE);
4、根据图像信息申请一个图像缓冲区
data = new BYTE [cinfo.image_width*cinfo.image_height*cinfo.num_components];5、开始解压缩
jpeg_start_decompress(&cinfo);
JSAMPROW row_pointer[1];
while (cinfo.output_scanline < cinfo.output_height)
{
row_pointer[0] = &data[(cinfo.output_height - cinfo.output_scanline-1)*cinfo.image_width*cinfo.num_components];
jpeg_read_scanlines(&cinfo,row_pointer ,
1);
}
jpeg_finish_decompress(&cinfo);
6：获取解压缩后的量化表
GetQualityTabl(&cinfo,QualTabl,1);//获取解压缩后的量化表
7：释放资源
jpeg_destroy_decompress(&cinfo);
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：
static const unsigned int std_luminance_quant_tbl[64] = {
16, 11, 10, 16, 24, 40, 51, 61,
12, 12, 14, 19, 26, 58, 60, 55,
14, 13, 16, 24, 40, 57, 69, 56,
14, 17, 22, 29, 51, 87, 80, 62,
18, 22, 37, 56, 68, 109, 103, 77,
24, 35, 55, 64, 81, 104, 113, 92,
49, 64, 78, 87, 103, 121, 120, 101,
72, 92, 95, 98, 112, 100, 103, 99
};
色度量化表：
static const unsigned int std_chrominance_quant_tbl[64] = {
17, 18, 24, 47, 99, 99, 99, 99,
18, 21, 26, 66, 99, 99, 99, 99,
24, 26, 56, 99, 99, 99, 99, 99,
47, 66, 99, 99, 99, 99, 99, 99,
99, 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99,
99, 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99,
99, 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99,
99, 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99
};
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。
for(int quality=1;quality<=100;quality++)
{
if(quality<=0)
quality = 1;
if(quality > 100)
quality = 100;
if(quality<50)
scale_factor=5000 / quality;
else
scale_factor= 200 - quality*2;
for(int j=0;j<2;j++)
{
for(int i=0;i<64;i++)
{
if(j==0)
{
temp=((long) std_luminance_quant_tbl[i]*scale_factor+ 50L)/100L;
if (temp <= 0L) temp = 1L;
if (temp > 32767L) temp = 32767L; /* max quantizer needed for 12 bits */
if(temp>255)
temp = 255L;
AllQualTabls[quality-1][i]=(UINT16) temp;
}
if(j==1)
{
temp=((long) std_chrominance_quant_tbl[i]*scale_factor+ 50L)/100L;
if (temp <= 0L) temp = 1L;
if (temp > 32767L) temp = 32767L; /* max quantizer needed for 12 bits */
if(temp>255)
temp = 255L;
AllQualTabls[quality-1][64+i]=(UINT16) temp;
}
}
}
}
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
for(int tmp=99;tmp>=0;tmp--)//逆序寻找，因为一般质量因子都大于50
{
for(int j=0;j<128;j++)
{
if( (QualTabl[j]==AllQualTabls[tmp][j])&&(j==127))
{
//Q_Factor=tmp;
count++;//满足条件的质量因子的数量加1
if(tmp>final)//选择最大满足条件的最大的质量因子
final=tmp;
}
else if(QualTabl[j]!=AllQualTabls[tmp][j])
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）。
}
}
源程序：
1：解压缩JPEG图片
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
{
FILE *openJpeg;
unsigned char *data; //存放解压后的数据
unsigned char *jpgbuf; //存放解压后一行图像数据
int row_stride; //定义每行的字节数
struct jpeg_decompress_struct cinfo;
struct jpeg_error_mgr jerr;
cinfo.err = jpeg_std_error(&jerr);
jpeg_create_decompress(&cinfo);//声明并初始化解压缩对象
openJpeg=fopen(JpegName,"rb");//二进制模式读取jpeg文件
if(openJpeg==NULL) //二进制模式读取
{
printf("error: cannot open the file\n");
return NULL;
}//打开jpeg图片
jpeg_stdio_src(&cinfo, openJpeg);//指定解压对象的源文件
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
jpeg_start_decompress(&cinfo);//开始接压缩
data=(unsigned char *)malloc(cinfo.output_width* cinfo.output_components*cinfo.output_width);//动态分配数据存储内存
memset(data,0,cinfo.output_width*cinfo.output_width*cinfo.output_components);//设置图像数据初值为0
jpgbuf = (unsigned char *) malloc(cinfo.output_width *cinfo.output_components);//动态分配缓存内存
memset(jpgbuf,0,cinfo.output_width*cinfo.output_components);//为缓存内存设置初值
row_stride = cinfo.output_width * cinfo.output_components; //计算每行所需的空间，字节为单位
while (cinfo.output_scanline < cinfo.output_height)
{
int line=cinfo.output_scanline;//当前行数
(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
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
{
data[line*row_stride+i*cinfo.output_components+0]=jpgbuf[i*3];
data[line*row_stride+i*cinfo.output_components+1]=jpgbuf[i*3+1];
data[line*row_stride+i*cinfo.output_components+2]=jpgbuf[i*3+2];
#ifdef DEBUG__
//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
#endif
}
}
GetQualityTabl(&cinfo,QualTabl,1);//获取解压缩后的量化表
*Factor=GetFactor(QualTabl,AllQualTabls,Q_FACTOR);//获取质量因子
jpeg_finish_decompress(&cinfo);//完成解压过程
jpeg_destroy_decompress(&cinfo);//释放cinfo
free(jpgbuf);//释放缓存
fclose(openJpeg);
return data;
}
2：遍历寻找质量因子
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）
{
/* These are the sample quantization tables given in JPEG spec section K.1.
* The spec says that the values given produce "good" quality, and
* when divided by 2, "very good" quality.
*/
static const unsigned int std_luminance_quant_tbl[64] = {
16, 11, 10, 16, 24, 40, 51, 61,
12, 12, 14, 19, 26, 58, 60, 55,
14, 13, 16, 24, 40, 57, 69, 56,
14, 17, 22, 29, 51, 87, 80, 62,
18, 22, 37, 56, 68, 109, 103, 77,
24, 35, 55, 64, 81, 104, 113, 92,
49, 64, 78, 87, 103, 121, 120, 101,
72, 92, 95, 98, 112, 100, 103, 99
};
static const unsigned int std_chrominance_quant_tbl[64] = {
17, 18, 24, 47, 99, 99, 99, 99,
18, 21, 26, 66, 99, 99, 99, 99,
24, 26, 56, 99, 99, 99, 99, 99,
47, 66, 99, 99, 99, 99, 99, 99,
99, 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99,
99, 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99,
99, 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99,
99, 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99
};
long temp;//存储临时的质量因子
int scale_factor=0;//默认值为0，品质因子最高
//int Q_Factor=-1;//寻找到的质量因子，默认值为-1，表示没找到
int count=0;//记录量化表相同的质量因子的个数
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
for(int quality=1;quality<=100;quality++)
{
if(quality<=0)
quality = 1;
if(quality > 100)
quality = 100;
if(quality<50)
scale_factor=5000 / quality;
else
scale_factor= 200 - quality*2;
for(int j=0;j<2;j++)
{
for(int i=0;i<64;i++)
{
if(j==0)
{
temp=((long) std_luminance_quant_tbl[i]*scale_factor+ 50L)/100L;
if (temp <= 0L) temp = 1L;
if (temp > 32767L) temp = 32767L; /* max quantizer needed for 12 bits */
if(temp>255)
temp = 255L;
AllQualTabls[quality-1][i]=(UINT16) temp;
}
if(j==1)
{
temp=((long) std_chrominance_quant_tbl[i]*scale_factor+ 50L)/100L;
if (temp <= 0L) temp = 1L;
if (temp > 32767L) temp = 32767L; /* max quantizer needed for 12 bits */
if(temp>255)
temp = 255L;
AllQualTabls[quality-1][64+i]=(UINT16) temp;
}
}
}
}
//int testNum=testFactor-1;
for(int tmp=99;tmp>=0;tmp--)//逆序寻找，因为一般质量因子都大于50
{
for(int j=0;j<128;j++)
{
if( (QualTabl[j]==AllQualTabls[tmp][j])&&(j==127))
{
//Q_Factor=tmp;
count++;//满足条件的质量因子的数量加1
if(tmp>final)//选择最大满足条件的最大的质量因子
final=tmp;
}
else if(QualTabl[j]!=AllQualTabls[tmp][j])
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）。
}
}
#ifdef DEBUG__
printf("比较得出质量因子为：%d\n",final+1);
printf("与之量化表相等所对应的质量因子的个数:%d\n",count);
printf("任意键继续\n");
getchar();
#endif
#ifdef DEBUG__
if(final!=-2)
{
printf("quantization table of luminance:the quality is %d \n",final+1);//输出CI通道的量化表
if(testFactor<=0)
testFactor=1;
if(testFactor>100)
testFactor=100;//保障质量因子在1-100之间
for (int i = 0; i <64; ++i)
{
printf("% 4d ", AllQualTabls[final][i]);
if ((i + 1) % 8 == 0)
printf("\n");
}
printf("quantization table of chrominance ,the quality is %d: \n",final+1);//输出CI通道的量化表
for (int i = 0; i <64; ++i)
{
printf("% 4d ", AllQualTabls[final][64+i]);
if ((i + 1) % 8 == 0)
printf("\n");
}
printf("任意键继续\n");
getchar();
}
else
{
printf("没有找到匹配的向量表\n\n 任意键继续\n");
getchar();
}
#endif
return final+1;
}
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