JPG圖片文件結(jié)構(gòu)分析參考模板

1、JPG文件結(jié)構(gòu)分析2010-04-06 22:321 / 5【轉(zhuǎn)自網(wǎng)絡(luò)  作者：一 江秋水】一、簡述JPEG是一個壓縮標(biāo)準(zhǔn)，又可分為標(biāo)準(zhǔn) JPEG、漸進(jìn)式JPEG及JPEG2000三種:標(biāo)準(zhǔn)JPEG：以24位顏色存儲單個光柵圖像，是與平臺無關(guān)的格式，支持最高級 別的壓縮，不過，這種壓縮是有損耗的。此類型圖片在網(wǎng)頁下載時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。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，可以在網(wǎng)頁下載時，先呈現(xiàn)出圖片的粗略外觀后，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的文件要來得小。JPEG2000：新一

2、代的影像壓縮法，壓縮品質(zhì)更好，其壓縮率比標(biāo)準(zhǔn)JPEG高約30左右，同時支持有損 和無損壓縮。一個極其重要的特征在于它能實現(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的壓縮分為四個步驟：顏色轉(zhuǎn)換：在將彩色圖像進(jìn)行壓縮之前，必須先對顏色模式進(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。DCT 變換：是將圖像信號在頻率域上進(jìn)行變換，分離出高頻和低頻信息的處理過程，然后再對圖像的高頻部分（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8×8的矩陣，然后對每一個矩陣作DCT 變換。把8×

3、8的象素矩陣變成8×8的頻率系數(shù)矩陣（所謂頻率 就是顏色改變的速度），頻率系數(shù)都是浮點數(shù)。量化：由于下面第四步編碼過程中使用的碼本都是整數(shù)，因此要對頻率系數(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。編碼：編碼是基于統(tǒng)計特性的方 法。四個步驟都完成后的JPEG文件，其基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為兩大類型：“段”和經(jīng)過壓縮編碼的圖像數(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

4、：表1：段的一般結(jié)構(gòu)-名 稱    字節(jié)數(shù) 數(shù)據(jù)  說明-段 標(biāo)識   1     FF    每個新段的開始標(biāo)識段類型   1           類型編碼（稱作“標(biāo)記碼”）段長 度   2    

5、       包括段內(nèi)容和段長度本身,不包括段標(biāo)識和段類型段內(nèi)容               65533字節(jié)-說明：JPG 文件中所有關(guān)于寬度高度長度間隔這一類數(shù)據(jù)，凡是字節(jié)的，均采用Motorola格式，即：高位在前，低位在后。 有些段沒有長度描述也沒有內(nèi)容，只有段標(biāo)識和段類型。文件頭和文件尾均屬于這種段。段與段之間無論有多少FF都是合法的，這些FF稱為“填充字 節(jié)

6、”，必須被忽略掉。2.段類型有30種，但只有10種是必須被所有程序識別的，其它的類型都可以忽略。所以下面只列出這 10種類型。表2：段類型-名稱  標(biāo) 記碼  說明-SOI    D8     文件頭EOI    D9     文 件尾SOF0   C0     幀開始（標(biāo)準(zhǔn) JPEG）S

7、OF1   C1     同上DHT    C4     定 義 Huffman 表（霍夫曼表）SOS    DA     掃描行開始DQT    DB     定義量化表DRI    DD

8、     定 義重新開始間隔APP0   E0     定義交換格式和圖像識別信息COM    FE     注釋-說明：有的文章也將DNL段（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  字節(jié)數(shù)   值-段 標(biāo)識  

9、60;1     FF段類型   1     D8 -說明：這兩個字節(jié)構(gòu)成了 JPEG文件頭。表4：APP0（圖像識別信息）-名 稱       字節(jié)數(shù) 值          說明-段 標(biāo)識       

10、60;1   FF段類型        1   E0段長度        2   0010        如果有 RGB縮略圖就163n（以下為段內(nèi)容）交換格式      5   

11、4A46494600  “JFIF”的ASCII碼主 版本號      1次版本號      1  密度單位      1               0無單位；1點數(shù)/英 寸；2點數(shù)/厘米X像素密度  

12、60;  2               水平方向的密度   Y像素密 度     2               垂直方向的密度縮略圖X像素   1 

13、0;             縮略圖水平像素數(shù)目  縮 略圖Y像素   1               縮略圖垂直像素數(shù)目（如果“縮略圖X像素”和“縮略圖Y像素”的值均0，那么才有下面的數(shù) 據(jù)）RGB縮略圖    3×n

14、             n縮略圖像素總數(shù)縮略圖X像素×縮略圖Y像素-說明：JFIF是JPEG File Interchange Format的縮寫，即JPEG文件交換格式，另外還有TIFF等格式，很少 用“如果有RGB縮略圖就163n”是什么意思呢？比如說“縮略圖X像素”和“縮略圖Y像素”的值均為48，就表示有一個48×48像素的 縮略圖（48×48），縮略圖是24位真彩位圖，用個字節(jié)來表示一個像素，所以共占用3n個字節(jié)。但大多數(shù)JPG文件都沒有這個“雞肋”縮略圖。表 5：COM（注釋）-名 稱    字節(jié)數(shù)   值    說明-段 標(biāo)識    1      FF段類型    1      FE段長度 &#