将BMP 格式图片转换为 JPEG 格式【c语言】
源码链接: https://blog.csdn.net/qq_44394952/article/details/122587475?spm=1001.2014.3001.5502.
一、任务及目标
利用c语言，通过将 RGB 信息转换为 YCrCb 信息、离散余弦变化、量化和 z 型编码，再进行游程编码和霍夫曼编码，最后进行尾部填充的方式，将BMP 格式图片转换为 JPEG 格式。
二、原理及设计方案
c语言环境下，在主函数中输入 BMP 格式和 JPEG 格式图片的名称，然后调用 BMP 格式图片信息读取模块，再调用 JPEG 图片格式初始化并写入头信息模块，最后调用综合处理与编码模块填充 JPEG 图片。
BMP 格式图片信息读取模块主要是读取 BMP 格式图片的信息，做相关的处理并存储。
JPEG 图片格式初始化并写入模块主要是填充 JPEG 图片的头部信息，并写入到相关的文件中。
综合处理与编码模块包括：将 RGB信息转换为 YUV信息、离散余弦变化、量化和 z型编码，再进行游程编码和霍夫曼编码，最后进行尾部填充。
三、步骤及结果
3.1BMP格式信息处理
1）转换为 24 位：
for(unsigned long int n = 0; n < x8*yimage; ++n)
{
RGB_buf[n].B = RGBa_buf[n].B;
RGB_buf[n].G = RGBa_buf[n].G;
RGB_buf[n].R = RGBa_buf[n].R;
}
2）逆序处理：
memcpy(tmpline, RGB_buf+line_up*ximage, ximage*3);
memcpy(RGB_buf+line_up*ximage,RGB_buf+line_down*ximage, ximage*3);
memcpy(RGB_buf+line_down*ximage, tmpline, ximage*3);
3.2JPEG 格式图片头部处理
根据固定的值和相关的表的信息对 JPEG 头部内容进行赋值，然后写入到相关的文件中。
3.3综合处理与编码模块
1）计算huffman编码表
在循环中进行如下操作：
HT[values[pos]].value = codevalue; //编码值
HT[values[pos]].length = k; //长度
pos ++;
codevalue++；
并且在该长度的编码遍历完成后 codevalue 左移一位。
2）RGB转化为YUV： 根据原理部分相关的公式计算即可。
3）离散余弦变换：
在四重循环中进行如下操作：
tmp += data[i][j] * cos((2*i+1)*u*PI/(2.0 * 8)) * cos((2*j+1)*v*PI/(2.0 * 8));
在二重循环结束后乘以相关的系数并存储。
4）量化和 z 型编码：
离散余弦变化的值除以量化表并乘以相关的量化系数，然后再讲此值按四舍五入的规则变换为整数，得到量化后的值：
temp = output[i][j] / (float)((double)fdtbl[z[i*8+j]]);
outdata[i*8+j] = (signed short int) ((signed short int)(temp + 16384.5)-16384);
在量化完成后，根据z矩阵中的顺序，改变数据存储的顺序，目的是让矩阵右下角更多的0连续存储：
for (i = 0; i <= 63; i++)
D2[z[i]] = D1[i];
5）直流编码：
单独对矩阵的左上角的第一个值进行处理，求出其与上一个矩阵的左上角的值的差值，然后用 huffman 编码表示此差值二进制编码的长度，并写入文件中，然后再写入该值的二进制编码。
6）交流编码：
首先求出尾部0的数量，若63个值全为0则写入0x00：
for(endpos = 63; (endpos > 0) && (D2[endpos] == 0); --endpos);
if(endpos == 0)
{
writefile(ACtable[0x00]);
return ;
}
若不全为 0，则处理相应的内容：
startpos = i;
for(; (D2[i] == 0) && (i <= endpos); ++i);
nz = i - startpos;
若是连续0的数量超过15需要单独处理：
for(;nz >= 16; nz -= 16)
writefile(ACtable[0xf0]);
前4bit表示0的数量，后4bit表示后面二进制数的长度，进行huffman编码：
writefile(ACtable[nz*16+code_d[D2[i]].length]);
writefile(code_d[D2[i]]);
++i;
最后，若尾部0的数量不是0，则在尾部写入0x00。
3.4 尾部信息处理
填充并写入结尾标志：
if(bytepos > 0)
{
fillbit.length = bytepos;
fillbit.value = 0;
writefile(fillbit);
}
writeword(0xffd9); //EOI
四、结果
压缩前后图片内容对比：
压缩前后图片大小对比：
从结果可以看出，压缩前后图片的内容几乎看不出变化，但是图片的大小差距非常大，大约缩小为原来的1/20，实现了压缩的功能。